Question

19．X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大．XY₂是红棕色气体；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R²⁺的3d轨道有9个电子．
请回答下列问题：
（1）Y基态原子的电子排布式是1s²2s²2p⁴；
（2）Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是Cl．
（3）XY₂^-的立体构型是V形；
（4）Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是2：1．
（5）将R单质的粉末加入X气态氢化物的浓溶液中，不断鼓入空气充
分反应，得到深蓝色的[R（NH₃）₄]（OH）₂溶液，该反应的离子方程式
是2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O；1mol[R（NH₃）₄]²⁺中含有的σ键的数目是16N_A．

Answer 1

分析 X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大．XY₂是红棕色气体，则XY₂是NO₂，所以X为N元素，Y为O元素；Z基态原子的M层与K层电子数相等，则K、M层均有2个电子，则Z为Mg元素；R²⁺的3d轨道有9个电子，则R为外围电子排布为3d¹⁰4s¹，则R为29号元素Cu；
（1）Y为O元素，其原子核外有8个电子，分两层排布；
（2）Mg在第三周期，同周期从左到右第一电离能逐渐增大，第IIA与第IIIA族，第VA与第VIA族反常；
（3）根据NO₂^-中N原子的价层电子对数判断；
（4）利用均摊法计算；
（5）铜离子与氨水结合形成铜氨配离子；根据离子中配位键和H-N的数目计算．

解答 解：X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大，XY₂是红棕色气体，应是NO₂，则X为N元素、Y为O元素；X与氢元素可形成NH₃；Z基态原子的M层与K层电子数相等，则M层电子数为2，故Z为Mg；R²⁺离子的3d轨道中有9个电子，R原子核外电子数=2+8+8+9+2=29，则R为Cu元素，
（1）Y为O元素，基态原子的电子排布式是1s²2s²2p⁴；
故答案为：1s²2s²2p⁴；Cl；
（2）Z为Mg元素，所在周期中第一电离能最大的主族元素是Cl元素；
故答案为：Cl；
（3）NO₂^-离子中心N原子孤电子对=$\frac{5+1-2×2}{2}$=1，价层电子对数=2+1=3，故NO₂^-离子的立体构型是V形；
故答案为：V形；
（4）晶胞中阳离子处于体心与顶点，晶胞中阳离子数目=1+8×$\frac{1}{8}$=2，阴离子处于处于体内及面上，晶胞中阴离子数目=2+4×$\frac{1}{2}$=4，故晶胞中阴离子与阳离子的个数比是4：2=2：1，
故答案为：2：1；
（5）将Cu单质的粉末加入NH₃的浓溶液中，通入O₂，充分反应后溶液呈深蓝色，说明得到四氨合铜络离子，还应生成氢氧根离子与水，该反应的离子方程式是2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O；[Cu（NH₃）₄]²⁺中含有4个配位键和12个N-H，共16个σ键，则1mol[R（NH₃）₄]²⁺中含有的σ键的数目是16N_A；
故答案为：2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O；16N_A．

点评 本题考查位置结构性质相互关系及应用，涉及电子排布式、杂化类型的判断、第一电离能、晶胞计算、分子空间构型判断等知识点，这些都是高考高频点，明确物质性质、价层电子对互斥理论、均摊法等知识点即可解答，题目难度中等．