Question

【题目】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；与YX4﹣互为等电子体的一种分子为（填化学式）；HYX4酸性比HYX2强，其原因是 ．
（3）结构简式为RX（W2H3）2的化合物中R原子的杂化轨道类型为；1molRX（W2H3）2分子中含有σ键数目为 ．
（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
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图所示（黑点代表Z原子）．
①该晶体的化学式为 ．
②已知Z和Y的电负性分别为1.9和3.0，则Y与Z形成的化合物属于（填“离子”、“共价”）化合物．
③已知该晶体的密度为ρg．cm﹣3 ， 阿伏伽德罗常数为NA ， 则该晶体中Z原子和Y原子之间的最短距离为pm（只写计算式）．

Answer 1

【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d9
（2）正四面体；CCl4等；HClO4有 3 个非羟基氧，而 HClO2有 1 个非羟基氧
（3）sp2；11NA
（4）A
（5）CuCl；共价； × ×1010
【解析】解：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．（1）Cu2+基态核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d9 ， 所以答案是：1s22s22p63s23p63d9；（2）ClO4﹣中Cl原子孤电子对数= =0、价层电子对数=4+0=4，故其空间构型是正四面体，与ClO4﹣互为等电子体的一种分子含有5个原子、32个价电子，该分子为CCl4等，HClO4有 3 个非羟基氧，而 HClO2有 1 个非羟基氧，HClO4酸性比HClO2强，
所以答案是：正四面体；CCl4等；HClO4有 3 个非羟基氧，而 HClO2有 1 个非羟基氧；（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；
结构简式为O=C（NH﹣NH2）2 ， 分子中含有11个σ键，1molRX（W2H3）2分子中含有σ键数目为11NA ，
所以答案是：sp2；11NA；（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，故A正确；
B．在[Cu（NH3）4]2+中Cu2+提供空轨道，NH3给出孤对电子，故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．
故选：A；（5）某Y与Z形成的化合物的晶胞如图所示（黑点代表Z原子）．①晶胞中黑色球数目为4，白色球数目为8× +6× =4，该晶体的化学式为CuCl，
所以答案是：CuCl；②已知Z和Y的电负性分别为1.9和3.0，二者电负性之差小于1.7，则Y与Z形成的化合物属于共价化合物，
所以答案是：共价；③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 ，而体对角线长度为晶胞棱长的 倍，晶胞质量为4× g，该晶体的密度为ρg．cm﹣3 ， 则晶胞棱长为 = cm，故该晶体中Z原子和Y原子之间的最短距离为 × cm= × ×1010 pm，
所以答案是： × ×1010 ．