Question

已知X、Y、Z、W、K五种元素均位于周期表的前四周期，且原子序数依次增大．元素X是周期表中原子半径最小的元素；Y的基态原子价电子构型为：nsⁿnpⁿ；钠在W的单质中燃烧生成淡黄色固体；K位于ds区且原子的最外层电子数与X的相同．请回答下列问题：（答题时，X、Y、Z、W、K用所对应的元素符号表示）
（1）Y、Z、W元素的电负性由大到小的顺序是

 

．
（2）K的一价离子电子排布式是

 

．
（3）Z、K两元素形成的某化合物的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式是

 

，Z原子的配位数是

 

．
（4）若X、Y、W形成的某有机化合物（相对分子质量为46）呈酸性，则该化合物分子中Y原子轨道的杂化类型是

 

；1mol该分子中σ键与π键的数目之比是

 

．
（5）Y、Z元素的某些氢化物的分子中均含有18个电子，Y、Z的这些氢化物的沸点相差较大的主要原因是

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,元素电离能、电负性的含义及应用,共价键的形成及共价键的主要类型,原子轨道杂化方式及杂化类型判断,氢键的存在对物质性质的影响

专题：化学键与晶体结构

分析：元素X是周期表中原子半径最小的元素，所以X是氢元素，Y的基态原子价电子构型为：nsⁿnpⁿ因为s轨道上只能有2个电子，所以n=2，所以，Y的基态原子价电子构型为：2s²2p²，所以Y为碳元素，钠在W的单质中燃烧生成淡黄色固体，所以W为氧元素；K位于ds区且原子的最外层电子数与X的相同即为1，且K位于周期表的前四周期，所K为铜元素；Y、Z、W原子序数依次增大，Y是碳、W是氧，所以Z为氮元素；据此答题；

解答： 解：元素X是周期表中原子半径最小的元素，所以X是氢元素，Y的基态原子价电子构型为：nsⁿnpⁿ因为s轨道上只能有2个电子，所以n=2，所以，Y的基态原子价电子构型为：2s²2p²，所以Y为碳元素，钠在W的单质中燃烧生成淡黄色固体，所以W为氧元素；K位于ds区且原子的最外层电子数与X的相同即为1，且K位于周期表的前四周期，所K为铜元素；Y、Z、W原子序数依次增大，Y是碳、W是氧，所以Z为氮元素；
（1）C、O、N元素都是第二周期非金属元素，根据元素周期律，同一周期元素自左而右电负性呈增大趋势，故第一电离能O＞N＞C，故答案为：O＞N＞C；
（2）K为铜元素，29号，它的一价离子的电子排布式为：[Ar]3d¹⁰，故答案为：[Ar]3d¹⁰；
（3）根据晶胞结构图可知，晶胞中含有实心球数为12×

1

4

=3空心球数为8×

1

8

=1，个数比为3：1，结合铜元素和氮元素的化合价可知实心球为铜，空心球为氮，化学式为Cu₃N，根据晶胞的结构可知，每个氮原子周围有6个铜原子与之相连，所以氮原子的配位数为6故答案为：Cu₃N； 6；
（4）X、Y、W形成的某有机化合物（相对分子质量为46）呈酸性，其化学式为：HCOOH，在HCOOH中，碳原子周围连有一个C-O键、一个C=O键、和一个C-H键，所以碳原子按sp2方式杂化，在HCOOH中，除了含有一个C-O键、一个C=O键、和一个C-H键外还有一个O-H键，所以σ键数为4，π键的数目为1，σ键与π键的数目之比是4：1，故答案为：sp²；4：1；
（5）Y、Z元素的氢化物含有18个电子的分子有C₂H₆和N₂H₄，在这两种物质中N₂H₄分子间存在氢键，而C₂H₆分子间没有氢键，所以它们的沸点相差较大，故答案为：氮的氢化物（N₂H₄）分子间存在氢键；

点评：本题主要考查了根据原子结构和元素的性质推断元素各类，在此基础上进一步考查核外电子排布、晶胞的计算、氢键等知识点，有一定的综合性，难度中等．