Question

【题目】【化学——选修3：物质结构与性质】周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次递增。R基态原子中，电子占据的最高能层符号为L，最高能级上只有两个自旋方向相同的电子。工业上通过分离液态空气获得X单质。Y原子的最外层电子数与电子层数之积等于R、W、X三种元素的原子序数之和。Z基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。请回答下列问题：

（1）Z2+基态核外电子排布式为：_______________________。

（2）YX4-的空间构型是：_________，HYX4酸性比HYX2强，其原因是：_______________。

（3）结构简式为RX(WH2)2的化合物中R原子的杂化轨道类型为：________________ (H为氢元素，下同）

（4）往Z的硫酸盐溶液中通入过量的WH3，可生成[Z(WH3)4]SO4，下列说法正确的是：____________。A．[Z(WH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键

B．在[Z(WH3)4]2+中Z2+给出孤对电子，WH3提供空轨道进

C．[Z(WH3)4]SO4组成元素中第一电离能最大的是氧元素

（5）某Y与Z形成的化合物的晶胞如下图所示 (黑点代表Z原子)。

①该晶体的化学式为____________。

②已知该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加徳罗常数为NA，则该晶体中Z原子和Y原子之间的最短距离为___________㎝(只写计算式)(Z原子位于体对角线上）。

Answer 1

【答案】(l)[Ar]3d9或ls22s22p63s23p63d9(2分)

（2）正四面体(2分）HClO4有3个非羟基氧，而HClO2有1个非羟基氧(2分)

（3）sp2(2分)（4）A(2分)（5）①CuCl(2分)②(3分)

【解析】试题分析：周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次递增．R基态原子中，电子占据的最高能层符号为L，最高能级上只有两个自旋方向相同的电子，核外电子排布式为1s22s22p2，则R为C元素；工业上通过分离液态空气获得X单质，结合原子序数可知X为O元素、W为N元素；Y原子的最外层电子数与电子层数之积等于R、W、X三种元素的原子序数之和，三元素原子序数之和为6+7+8＝21，则Y为Cl元素；Z基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，原子序数大于氯，处于第四周期，核外电子数为2+8+18+1=29，故Z为Cu。则

（1）Cu2+基态核外电子排布式为[Ar]3d9或 ls22s22p63s23p63d9；

（2）ClO4-中Cl原子孤电子对数=（7+12×4）÷2=0、价层电子对数=4+0=4，故其空间构型是正四面体；HClO4有 3 个非羟基氧，而 HClO2有 1 个非羟基氧，HClO4酸性比HClO2强；

（3）结构简式为CO（N2H3）2的化合物中碳原子形成3个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，碳原子的杂化轨道类型为sp2；

（4）往CuSO4溶液中通入过量的NH3，可生成[Cu（NH3）4]SO4，A．[Cu（NH3）4]SO4中配离子与外界硫酸根之间形成离子键，铜离子与氨气分子之间形成配位键，氨气分子与硫酸根中含有极性键，A正确；B．在[Cu（NH3）4]2+中Cu2+提供空轨道，NH3给出孤对电子，B错误；C．非金属性越强，第一电离能越大，氮元素2p轨道为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于氧元素的，[Cu（NH3）4]SO4组成元素中第一电离能最大的是N元素，C错误，答案选A。

（5）①晶胞中黑色球数目为4，白色球数目为8×1/8+6×1/2=4，该晶体的化学式为CuCl；

②黑色球与周围的4个白色球相邻，形成正四面体结构，黑色球与晶胞顶点白色球连线处于晶胞体体对角线上，为二者距离为体对角线长度的1/4，而体对角线长度为晶胞棱长的倍，晶胞质量为g，该晶体的密度为ρg/cm-3，则晶胞棱长为，故该晶体中Z原子和Y原子之间的最短距离为。