Question

10．X、Y、Z、R、W是五种常见的短周期主族元素，其原子半径随原子序数的变化如图1所示．已知Y、Z的单质是空气的主要成分，W的原子半径在同周期主族元素中最小，R的原子半径在同周期主族元素中最大，回答下列问题：
（1）W原子的价电子排布式为3s²3p⁵
（2）化合物XWZ的电子式为，分子的立体构型为V型，中心原子的杂化轨道类型为sp³杂化．
（3）Y、Z、R的第一电离能由大到小的顺序是N＞O＞Na（用元素符号表示）．
（4）由W、Y两种元素组成的一种化合物M分子中，每个原子最外层达到稀有气体的稳定结构，在工业生产中M大规模用于面粉的漂白和杀菌．M与水反应的化学方程式为NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO．
（5）RY₃是传统安全气囊中使用的气体发生剂，与其阴离子互为等电子体的分子、离子分别是N₂O、CNO^-（各举1例），由此可推知Y₃的立体构型是直线形．
（6）R单质堆积方式是图中的B（填符号），晶胞空间利用率为68%；RW晶胞中阴、阳离子的配位数为6，晶胞中的阴离子的堆积方式与图2中的D（填标号）所表示的堆积方式相同．

Answer 1

分析 X、Y、Z、R、W是四种常见的短周期主族元素，其原子半径随原子序数的变化如图1所示，Y、Z的单质是空气的主要成分，且Y的原子半径大于Z，同一周期元素中，元素的原子半径随着原子序数的增大而减小，所以Y是N元素、Z是O元素，R、W的原子半径大于Z，所以R、W是第三周期元素，W的原子半径在同周期主族元素中最小，所以W是Cl元素，R的原子半径在同周期主族元素中最大，所以R为Na元素，X的原子半径最小，则X是H元素，再结合原子结构、物质的性质解答．

解答 解：X、Y、Z、R、W是四种常见的短周期主族元素，其原子半径随原子序数的变化如图1所示，Y、Z的单质是空气的主要成分，且Y的原子半径大于Z，同一周期元素中，元素的原子半径随着原子序数的增大而减小，所以Y是N元素、Z是O元素，R、W的原子半径大于Z，所以R、W是第三周期元素，W的原子半径在同周期主族元素中最小，所以W是Cl元素，R的原子半径在同周期主族元素中最大，所以R为Na元素，X的原子半径最小，则X是H元素，
（1）W是Cl元素，其价电子排布式为3s²3p⁵，故答案为：3s²3p⁵；
（2）化合物HClO为共价化合物，氧原子和氢原子、氯原子之间都存在一个共用电子对，所以HClO的电子式为，HClO分子中O原子电子对数为$\frac{6+2}{2}$=4，属于sp³杂化，分子形状为V型，
故答案为：；V型；sp³杂化；
（3）同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，N、O元素处于同一周期且原子序数逐渐增大，N处于第VA族，Na属于金属元素，第一电离能最小，所以第一电离能N＞O＞Na，故答案为：N＞O＞Na．
（4）由Cl、N两种元素组成的一种化合物M分子中，每个原子最外层均达到稀有气体的稳定结构，则该物质为NCl₃，在工业生产中M大规模用于面粉的漂白和杀菌，则该物质和水反应生成HClO，根据元素守恒知，还生成NH₃，则M与水反应的化学方程式：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO，
故答案为：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO；
（5）N₃^-中原子个数是3，价电子数是3×5+1=16，则与N₃^-互为等电子体的分子为：N₂O或CO₂、CNO^-，N₃^-中价层电子对=2+$\frac{1}{2}$（5+1-2×3）=2，且该离子中不含孤电子对，所以其空间构型是直线形，
故答案为：N₂O；CNO^-；直线形；
（6）Na属于体心立方堆积方式，即为图B，其晶胞空间利用率为68%，NaCl晶胞中阴、阳离子的周围分别有6个等距离子，故其配位数为6，晶胞中的阴离子Cl^-位于晶胞中顶点和面心，故其堆积方式与图2中的D相似，
故答案为：B；68%；6；D．

点评 本题考查了原子核外电子排布、分子空间构型、杂化方式、元素电离能及电负性的含义、晶胞的计算等问题，中等难度，解题时注意基础知识的灵活运用．