Question

[物质结构与性质]（15分）

已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1:1型常见气态氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M（M可看做一种含氧酸盐）。M有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。经X射线分析，M晶体的最小重复单位为正方体（如右图），顶点位置为Z4＋所占，体心位置为Ba2＋所占，所有棱心位置为O2-所占。

（1）Y在周期表中位于______________；Z4＋的核外电子排布式为______________；

（2）X的该种氢化物分子构型为___________，X在该氢化物中以___________方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该_____（填“高于”或“低于”）X的该氢化物的熔点。

（3）①制备M的化学反应方程式是________________________________________；

②在M晶体中，若将Z4＋置于立方体的体心，Ba2＋置于立方体的顶点，则O2－处于立方体的______；

③在M晶体中，Z4＋的氧配位数为________；

Answer 1

【知识点】元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构分析。

【答案解析】⑴第四周期 第ⅡA族（2分）    1s22s22p63s23p6（2分）

⑵直线形（1分）  sp（2分）   高于（2分）

⑶①TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2↑（2分）  ②面心（2分） ③6 （2分）

解析：因为Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子，Z应是Ti，原子序数为22，X的一种1：1型氢化物分子中既有σ键又有π键，应为H-C≡C-H，则X为C元素，X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48，则Y的原子序数为20，应为Ca元素。

（1）Y为Ca元素，原子序数为20，原子核外有4个电子层，最外层电子数为2，则应位于周期表第四周期、第ⅡA族，Z为Ti，离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6。

（2）X为C，对应的氢化物为乙炔，为直线形分子，C形成2个δ键，为sp杂化，X和Y形成的化合物为CaC2，为离子晶体，熔点高于分子晶体。

（3）①由题意知M为BaTiO3，反应的化学方程式为：TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2↑，②在BaTiO3晶体中，若将Ti4+置于立方体的体心，Ba2+置于立方体的顶点，则O2-只能处于立方体的面心，③由BaTiO3晶胞可知，每个Ti4+周围有6个O2-，所以Ti4+的氧配位数为为6。

【思路点拨】本题考查物质结构与性质知识，题目难度较大，本题注意把握电子排布式的书写，晶胞的分析为该题的难点。