Question

W、M、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代；M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一。X的某一种单质是大气污染物监测物之一；Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态；Z能形成红色的Z₂O和黑色的ZO两种氧化物。
（1）Y^3＋基态的电子排布式可表示为                                      。
（2）MX₃^－的空间构型                          （用文字描述）。
（3）M可形成多种氢化物，其中MH₃的碱性强于M₂H₄的原因是                                                     。
（4）根据等电子原理，WX分子的结构式为                       。
（5）1 mol WX₂中含有的σ键数目为                       。
（6）H₂X分子中X原子轨道的杂化类型为                       。
（7）向Z²⁺的溶液中加入过量NaOH溶液，可生成Z的配位数为4的配位离子，写出该配位离子的结构式                       。

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³（或[Ar]3d³）(2分)
（2）平面三角形(2分)
（3）N₂H₄分子中N为-2价，而NH₃分子中N为-3价，负电性更高，导致N原子的孤对电子更易提供出来与H⁺结合，故碱性更强。(3分)
（4）C≡O  (2分)　　
（5）2×6.02×10²³个（或2N_A）(2分)
（6）sp³(2分)　　
 (2分)

试题分析：（1）W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，W是C元素，M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一，M是N元素，X的某一种单质是大气污染物监测物之一，则X是O元素；Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态，则Y的价电子排布为3d⁵4s¹,所以Y是Cr，Z能形成红色的Z₂O和黑色的ZO两种氧化物，Z是Cu。所以Y^3＋基态的电子排布式可表示为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³
（2）NO₃^－离子中，N的价层电子对数为3+1/2(5+1-3×2)=3,所以MX₃^－的空间构型为平面正三角形；
（3）从化合价角度分析：N₂H₄分子中N为-2价，而NH₃分子中N为-3价，负电性更高，导致N原子的孤对电子更易提供出来与H⁺结合，故碱性更强。
（4）CO与氮气是等电子体，化学结构相似，所以CO的结构式类似于氮气，存在三键结构；
（5）CO₂分子中存在2个碳氧双键，每个双键都有1个σ键，所以1molCO₂分子中存在2N_Aσ键;
（6）H₂O分子中，O的价层电子对数是2+1/2(6-2)=4，所以是sp³杂化；
（7）向Cu²⁺加入过量NaOH溶液，可生成四羟基合铜络离子，结构式为