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    20．X、Y、Z、U、W是原子序数依次增大的前四周期元素．其中Y的原子核外有7种运动状态不同的电子；X、Z中未成对电子数均为2； U是第三周期元素形成的简单离子中半径最小的元素；W的内层电子全充满，最外层只有1个电子．请回答下列问题：
    （1）X、Y、Z的第一电离能从大到小的顺序是N＞O＞C（用元素符号表示，下同）．
    （2）写出W的价电子排布式3d104s1，W同周期的元素中，与W原子最外层电子数相等的元素还有K、Cr．
    （3）根据等电子体原理，可知化合物XZ的结构式是C≡O，YZ2-的VSEPR模型是平面三角形．
    （4）X、Y、Z的．简单氢化物的键角从大到小的顺序是CH4＞NH3＞H2O（用化学式表示），原因是3种氢化物的中心原子价层电子多少均为4，VSEPR模型均为正四面体结构，但中心原子的孤电子对数依次增加，导致键角变小
    （5）由元素Y与U元素组成的化合物A，晶胞结构如图所示（黑球表示Y原子，白球表示U原子），请写出化合物A的化学式AlN，该物质硬度大，推测该物质为原子晶体．其中Y元素的杂化方式是sp3．
    （6）U的晶体属立方晶系，其晶胞边长为405Pm，密度是2.70g/cm3，通过计算确定其晶胞的类型面心立方最密堆积（堆简单立方堆积、体心立方堆积或面心立方最密堆积）（己知：4053=6.64×107）．

    分析 X、Y、Z、U、W是原子序数依次增大的前四周期元素．其中Y的原子核外有7种运动状态不同的电子，则Y为N元素；U是第三周期元素形成的简单离子中半径最小的元素，则U为Al；X、Z中未成对电子数均为2，X的原子序数小于N，而Z的原子序数介于N、Al之间，X、Z的核外电子排布分别为1s22s22p2，1s22s22p4，故X为C元素、Z为O元素；W的内层电子全充满，最外层只有1个电子，原子序数大于Al，只能处于第四周期，核外电子数为2+8+18+1=29，故W为Cu元素，以此解答该题．

    解答 解：X、Y、Z、U、W是原子序数依次增大的前四周期元素．其中Y的原子核外有7种运动状态不同的电子，则Y为N元素；U是第三周期元素形成的简单离子中半径最小的元素，则U为Al；X、Z中未成对电子数均为2，X的原子序数小于N，而Z的原子序数介于N、Al之间，X、Z的核外电子排布分别为1s22s22p2，1s22s22p4，故X为C元素、Z为O元素；W的内层电子全充满，最外层只有1个电子，原子序数大于Al，只能处于第四周期，核外电子数为2+8+18+1=29，故W为Cu元素，
    （1）同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C，
    故答案为：N＞O＞C；
    （2）W为Cu元素，价电子排布式为3d104s1，Cu同周期的元素中，与Cu原子最外层电子数相等的元素还有K、Cr，
    故答案为：3d104s1；K、Cr；
    （3）根据等电子体原理，可知化合物CO与N2互为等电子体，CO的结构式是C≡O，YZ2-中Y（N）形成2个δ键，由1个孤电子对，为sp2杂化，VSEPR模型是平面三角形，
    故答案为：C≡O；平面三角形；
    （4）X、Y、Z的最简单氢化物分别为CH4、NH3、H2O，3种氢化物的中心原子价层电子对数均为4，VSEPR模型均为正四面体形，但中心原子的孤电子对数依次增大，导致键角变小，故键角：CH4＞NH3＞H2O，
    故答案为：CH4＞NH3＞H2O；3种氢化物的中心原子价层电子多少均为4，VSEPR模型均为正四面体结构，但中心原子的孤电子对数依次增加，导致键角变小；
    （5）晶胞中N原子数目为4，Al原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故该化合物化学式为AlN，为原子晶体，Y原子形成4个共价键，故Y原子杂化方式为sp3，
    故答案为：AlN；原子；sp3；
    （6）设晶胞中Al原子数目为N（Al），则N（Al）×$\frac{27}{6.02×1{0}^{23}}$g=（405×10-10）3×2.70g/cm3，解得N（Al）=4.00，所以其晶胞的类型面心立方密堆积，
    故答案为：面心立方最密堆积．

    点评 本题是对物质结构与性质的考查，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目涉及核外电子排布、电离能、杂化方式、晶胞计算等，是对学生综合能力的考查，难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    6．在生产生活中，钠、镁、铝、铁等金属的单质及化合物用途十分广泛．
    （1）人们在蒸馒头时，如果发酵的面粉过酸时，常常会使用Na2CO3调节，请用离子方程式表示其原因CO32-+2H+=CO2↑+H2O．
    （2）某些抗酸药的成分中含有Mg（OH）2，请画出镁的原子结构示意图．
    （3）泡沫灭火器中会用到硫酸铝与碳酸氢钠，该反应的离子方程式为Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑．
    （4）铁的一种氧化物M可用作油漆颜料，与单质铝反应，应用于焊接钢轨，请写出该化学反应方程式2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al2O3．
    （5）A为短周期某元素，其单质是空气的一种成分，该元素的气态氢化物和其最高价氧化物水化物能反应生成一种离子化合物甲．甲中含有化学键的类型有离子键、共价键，写出A单质的电子式．
    （6）A元素能与元素铝形成一种化合物乙，乙具有良好的电绝缘性．乙能与水缓慢反应生成含A的化合物丙，丙分子中含有10个电子．写出该反应的化学方程式AlN+3H2O=Al（OH）3↓+NH3↑．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    11．利用如图装置进行实验，开始时，左右两管液面相平，密封好，放置一段时间．下列说法正确的是（　　）
    A．左管中O2得到电子，右管中H+得到电子
    B．一段时间后，左管液面低于右管液面
    C．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-3e-=Fe3+
    D．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    8．下列实验操作中不正确的是（　　）
    A．滴定时，左手控制滴定管活塞，右手握锥形瓶，边滴边振荡，眼睛注视滴定管中液面
    B．蒸馏时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口处
    C．分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
    D．配制氯化铁溶液时，将一定量氯化铁溶解在较浓的盐酸中，再用水稀释到所需浓度

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    15．把15g铁和氧化铁的混合物加入到150ml稀硫酸中，产生标况下氢气1.68L．待铁和氧化铁全部反应完毕后，向溶液中加入少量的硫氰化钾溶液，无明显现象．为中和过量硫酸，并使硫酸亚铁全部转化为氢氧化亚铁沉淀，用去3mol/L氢氧化钠溶液200ml．则该稀硫酸的物质的量浓度为（　　）
    A．115mol/LB．1mol/LC．3mol/LD．2mol/L

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    5．氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和防建设中都有广泛的应用．请回答下列问题：
    （1）氨气可由N2和H2反应制取，N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）反应过程的能量变化如图所示：已知1molN2分子中的化学键断裂时需要吸收942kJ的能量；1molH2分子中的化学键断裂时需要吸收436kJ的能量；形成1molN-H键时释放390.8kJ的能量．
    ①图中E的大小对该反应热有无影响？无影响．该反应需要用铁触媒作催化剂，加铁触媒会使图中B点升高还是降低？降低，理由催化剂参与反应，改变了反应路径，降低反应的活化能．
    ②图中△H=-94.8kJ/mol．
    ③如果反应速率v（H2）为0.15mol/（L•min），则v（N2）=0.05 mol/（L•min），v（NH3）=0.1mol/（L•min）．
    （2）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气．
    已知：N2（g）+2O2（g）=N2O4（l）？△H=-19.5kJ•mol-1
    N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-534.2kJ•mol-1
    请写出肼和 N2O4反应的热化学反应方程式2N2H4（l）+N2O4（g）═3N2（g）+4H2O（g）△H=-1049.9kJ/mol．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    12．亚硝酸（HNO2）是一种与醋酸酸性相当的弱酸，很不稳定，在室温下立即分解．
    （1）写出HNO2的电离方程式HNO2?H++NO2-．
    （2）在酸性条件下，NaNO2与KI按物质的量1﹕1恰好完全反应，I-被氧化为I2，写出该反应的离子方程式4H++2NO2-+2I-=I2+2NO↑+2H2O．
    （3）要得到稳定HNO2溶液，可以往冷冻的浓NaNO2溶液中加入或通入某种物质，下列物质适合使用是a（填序号）．a．稀硫酸 b．二氧化碳 c．二氧化硫
    写出该反应的化学方程式2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+2HNO2．
    （4）建筑工业盐（NaNO2）与食盐外观很相似，溶液也都是无色，鉴别它们时，可将两种盐溶液分别加入酸性K2Cr2O7溶液中，加食盐水的无明显现象，加建筑工业盐溶液的溶液由橙色变为绿色（Cr3+的颜色），无气体放出，完成该反应的离子方程式8H++3NO2-+Cr2O72-=2Cr3++3NO3-+4H2O．
    （5）若改用电解法将废水中NO2-转换为N2除去，N2将在阴极（填电极名称）生成．
    （6）若工业废水中的NO2-的浓度约为1.0×10-6 mol•L-1，取工业废水5mL于试管中，滴加1滴0.1mol•L-1的硝酸银溶液（1滴为0.05mL），能否看到沉淀？（假设溶液体积始终为5mL，通过计算说明）．（已知Ksp（AgNO2）=2×10-8mol2•L-2）

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    9．合金在生产及生活中具有广泛的应用，下列物质属于合金的是（　　）
    A．石墨B．水晶C．不锈钢D．陶瓷

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    10．常温常压下，将24ml的氧气和硫化氢的混合气体点火燃烧，充分冷却反应后到原来状态，测得有6ml
    二氧化硫生成，原混合气体中硫化氢的体积是（　　）
    A．6mlB．12mlC．15mlD．18ml

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