Question

【题目】【化学——选修3：物质结构与性质】原子序数依次增大的X、Y、Z、G、Q、R、T七种元素，核电荷数均小于36。已知X的一种1∶2型氢化物分子中既有σ键又有π键，且所有原子共平面；Z的L层上有2个未成对电子；Q原子的s能级与p能级电子数相等；R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料；T处于周期表的ds区，原子中只有一个未成对电子。

(1)Y原子核外共有________种不同运动状态的电子，基态T原子有________种不同能级的电子。

(2)X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。

(3)由X、Y、Z形成的离子ZXY－与XZ2互为等电子体，则ZXY－中X原子的杂化轨道类型为__________________。

（4）Z与R能形成化合物甲，1 mol甲中含________ mol化学键，甲与氢氟酸反应，生成物的分子空间构型分别为_________________________。

(5)G、Q、R氟化物的熔点如下表，造成熔点差异的原因为___________________。

氟化物	G的氟化物	Q的氟化物	R的氟化物
熔点/K	993	1 539	183

（6）向T的硫酸盐溶液中逐滴加入Y的氢化物的水溶液至过量，反应过程中的离子方程式

为________________________；________________________。

(7)X单质的晶胞如图所示，一个X晶胞中有________个X原子；

若X晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞的体积为________ cm3 (用代数式表示)。

Answer 1

【答案】(1)7(1分) 7(1分) (2)C＜O＜N(1分) (3)sp杂化(1分)

(4)4(1分) SiF4为正四面体形(1分)、H2O为V形(1分)

(5)NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，故SiF4的熔点最低；Mg2＋的半径比Na＋的半径小、电荷数多，晶格能：MgF2＞NaF，故MgF2的熔点比NaF高(2分)

(6)Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH (2分)、

Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－(2分) (7)8 (1分) 96/ρNA(1分)

【解析】

试题分析：X的一种氢化物分子中既有σ键又有π键，说明分子里有双键或参键，X的一种氢化物为1：2型且所有原子共平面，所以X应为C元素，它的1：2型氢化物为乙烯；Z的L层上有2个未成对电子，即核外电子排布为1s22s22p2或1s22s22p4，X、Y、Z原子序数依次增大，所以Z为O元素，且Y为N元素；Q原子s能级与p能级电子数相等，则Q的核外电子排布为1s22s22p4或1s22s22p63s2，由于Q的原子序数比氧大，所以Q的电子排布为1s22s22p63s2，即Q为Mg；而G为金属元素，且原子序数介于氧和镁元素之间，所以G为Na；R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料，则R为Si；T处于周期表的ds区，原子中只有一个未成对电子，价电子排布为3d104s1，故T为Cu；

(1)Y为N元素，核外电子排布式为1s22s22p3，所以7种不同运动状态的电子；T为Cu元素，它的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，所以它有7个能级；

(2)C、N、O位于元素周期表同一周期，同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：C＜O＜N；

(3)OCN-与CO2互为等电子体，所以它们结构相似，OCN-中C原子与O、N原子之比分别形成2对共用电子对，没有孤电子对，所以碳的杂化方式为sp杂化；

(4)Z与R能形成化合物甲为二氧化硅，在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围有四个Si-O键，所以1mol二氧化硅中含有4molSi-O键；SiO2与HF反应的方程式为：SiO2+4HF=SiF4+2H2O，其中SiF4中硅原子的价层电子对数为：4+=4，没有孤对电子，所以SiF4的空间构型为正四面体、H2O为V形；

(5)在NaF、MgF2、SiF4中，NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，故SiF4的熔点最低，Mg2+的半径比Na+的半径小，且Mg2+电荷数高，晶格能MgF2＞NaF，故MgF2的熔点比NaF高；

(6)向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水溶液至过量，反应生成四氨合铜络离子，反应的离子方程式为：Cu2++4NH3．H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O；

(7)碳单质的晶胞为，晶胞中含有C原子数目为4+8×1/8+6×1/2=8，C原子与周围4个原子形成正四面体，正四面体中心C原子与顶点碳原子相邻，距离最近，晶胞质量为8×12/NAg，晶体的密度为pg/cm3，则晶胞的体积为(8×12/NAg)÷(pg/cm3)=96/ρNA。