Question

X、Y、Z、R、Q为前四周期元素，且原子序数依次增大，其中Y原子核外2p能级上有1个电子，R原子L层上有2对成对电子，X与Z可形成共价化合物ZX₃，Q原子在第四周期中未成对电子数最多．请回答下列问题：
（1）Q基态原子的核外电子排布式为

 

，Y元素的名称是

 

．
（2）Z₂X₄分子中Z原子的杂化轨道类型为

 

，ZR₂^-离子的空间构型为

 

．
（3）用硫酸酸化的K₂Q₂R₇能将乙醇氧化成乙酸，请写出其离子反应方程式

 

．
（4）立方YZ晶体晶胞结构如右图，若晶体密度为ρg/cm³，则晶体中Y和Z的最近距离为

 

cm（YZ的相对分子质量用Mr表示，阿伏伽德罗常数用N_A表示，不必化简）．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：X、Y、Z、R、Q为前四周期元素，原子序数依次增大，其中Y原子核外2p能级上有1个电子，那么Y为硼元素；
R原子L层上有2对成对电子，则R外围电子排布为2s²2p⁴，则R为氧元素；
X与Z可形成共价化合物ZX₃，且X的原子序数最小，故X为氢元素；
Z原子序数小于O，故Z为氮元素，
Q是第四周期中其未成对电子数最多，则外围电子排布为3d⁵4s¹，核外电子数为24，为Cr元素，据此解答各小题即可．

解答： 解：X、Y、Z、R、Q为前四周期元素，原子序数依次增大，其中Y原子核外2p能级上有1个电子，那么Y为硼元素；
R原子L层上有2对成对电子，则R外围电子排布为2s²2p⁴，则R为氧元素；
X与Z可形成共价化合物ZX₃，且X的原子序数最小，故X为氢元素；
Z原子序数小于O，故Z为氮元素，
Q是第四周期中其未成对电子数最多，则外围电子排布为3d⁵4s¹，核外电子数为24，为Cr元素依据分析可知：X为氢，Y为硼，Z为氮，R为氧，Q为铬，
（1）Cr基态原子的核外电子排布式为：[Ar]3d⁵4s¹，Y元素的名称是：硼，故答案为：[Ar]3d⁵4s¹；硼；
（2）N₂H₄中每个N原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，所以该分子中的N原子的杂化类型是sp³杂化，NO₂^-中，N原子的价层电子对数为

5+1

2

=3，N原子为sp²杂化，故NO₂^-离子的空间构型为V形，
故答案为：sp³；V形；
（3）硫酸酸化的K₂Cr₂O₇和乙醇反应的化学方程式为：3C₂H₆O+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄=3CH₃COOH+2Cr₂（SO₄）₃+11H₂O+2K₂SO₄，乙醇、水不能拆，醋酸为弱酸不能拆，故离子反应方程式为：3CH₃CH₂OH+2Cr₂O₇^2-+16H⁺=4Cr³⁺+3CH₃COOH+11H₂O，
故答案为：3CH₃CH₂OH+2Cr₂O₇^2-+16H⁺=4Cr³⁺+3CH₃COOH+11H₂O；
（4）立方BN晶体晶胞结构如右图，若晶体密度为ρg/cm³，则晶体中Y和Z的最近距离为：

3

4

×

3	4Mr NAρ

，
故答案为：

3

4

×

3	4Mr NAρ

．

点评：本题涉及晶体类型判断、晶胞计算、原子杂化方式判断、分子空间构型判断等知识点，根据价层电子对互斥理论、晶胞计算公式等知识点分析解答即可，同时考查学生空间想象能力、数学运算能力等，题目难度中等．