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13.W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前四周期元素.W是宇宙中最丰富的元素;X、Z元素原子基态时,核外电子均排布在3个能级上,且它们的价电子层上均有两个未成对电子;向含有Q2+的溶液中滴加氨水,形成蓝色沉淀,再滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液.
回答下列问题:
(l)第一电离能Y大于Z,电负性Y小于Z(均选填“大于”、“小于”或“等于’,).
(2)写出与XZ分子互为等电子体的一种离子的化学式CN-
(3)若向含有Q2+的硫酸盐溶液中滴加过量氨水,得到深蓝色溶液后再加乙醇,有深蓝色晶体析出,原因是乙醇极性比水小,[Cu(NH34]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,故有晶体析出;该深蓝色晶体中,中心离子的电子排布式为[Ar]3d9,配体为NH3
(4)已知W、Y形成的一组二元化合物化学式为:YW3、Y2W4、Y3W5、Y4W6…其中,YW3分子中Y原子的杂化类型为sp3杂化;这组化合物的通式为NnHn+2W、Y形成的化合物的种类比W、X形成的化合物的种类少(填“多”或“少”).
(5)Q单质的晶体属于面心立方最密堆积.己知Q单质的密度是dg•cm-3,NA表示阿伏伽德罗常数的值,Q的相对原子质量为M,则Q晶体中最邻近的原子核间距为$\frac{\sqrt{2}}{2}\root{3}{\frac{4M}{d{N}_{A}}}$cm(用含M、d、NA的代数式表示).Q原子在晶胞中的空间利用率为$\frac{\sqrt{2}π}{6}$(用含π的代数式表示).

分析 W是宇宙中最丰富的元素,W为H元素;
X、Z元素原子基态时,核外电子均排布在3个能级上,则X、Z为第2周期元素,它们的价电子层上均有两个未成对电子,则X为C元素,Z为O元素;
X为C元素,Z为O元素,W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前四周期元素,则Y为N元素;
向含有Q2+的溶液中滴加氨水,形成蓝色沉淀,再滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液,则Q为Cu元素.由此解答.
(1)同周期,随原子序数增大第一电离能增大,但N原子的2p电子半满为稳定结构;同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增强;
(2)根据等电子体中原子数相同、价电子数相同分析;
(3)[Cu(NH34]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,向溶液中加入乙醇后会析出蓝色晶体[Cu(NH34]SO4
(4)根据中心原子电子对数判断杂化方式;H、C形成有机化合物;
(5)根据晶胞边长a=$\root{3}{\frac{m}{ρ}}$计算晶体中最邻近的原子核间距,原子在晶胞中的空间利用率=$\frac{{V}_{球}}{{V}_{晶胞}}×100%$.

解答 解:W是宇宙中最丰富的元素,W为H元素;
X、Z元素原子基态时,核外电子均排布在3个能级上,则X、Z为第2周期元素,它们的价电子层上均有两个未成对电子,则X为C元素,Z为O元素;
X为C元素,Z为O元素,W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前四周期元素,则Y为N元素;
向含有Q2+的溶液中滴加氨水,形成蓝色沉淀,再滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液,则Q为Cu元素,
由此知W为H,X为C,Y为N,Z为O,Q为Cu,
(1)同周期,随原子序数增大第一电离能增大,但N原子的2p电子半满为稳定结构,则第一电离能N>O,同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增强,则电负性O>N,故答案为:大于;小于;
(2)CO含有2个原子14个电子,所以CO互为等电子体的分子或离子的化学式为:N2、CN-(或O22+、C22-、NO+),故答案为:CN-
(3)氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,当氨水过量时,氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物,所以难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液,涉及的离子方程式为:Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH34]2++2OH-,再向深蓝色透明溶液加入乙醇,由于乙醇极性比水小,[Cu(NH34]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,所以会析出深蓝色的晶体Cu(NH34SO4•H2O,形成4个配位键,配体为NH3,中心离子的电子排布式为[Ar]3d9
故答案为:乙醇极性比水小,[Cu(NH34]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,故有晶体析出;[Ar]3d9;NH3
(4)NH3分子中N原子电子对数为$\frac{5+1×3}{2}=4$,故杂化方式为sp3杂化,由YW3、Y2W4、Y3W5、Y4W6…分析判断这组化合物的通式为NnHn+2,C、H元素形成烃类有机化合物,数目庞大,故答案为:sp3杂化;NnHn+2;少;
(5)Cu单质的晶体属于面心立方最密堆积,一个晶胞中含有Cu原子数目为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}=4$,边长a=$\root{3}{\frac{m}{ρ}}$=$\root{3}{\frac{4M}{d{N}_{A}}}$,晶体中最邻近的原子核间距为$\frac{\sqrt{2}}{2}a$=$\frac{\sqrt{2}}{2}\root{3}{\frac{4M}{d{N}_{A}}}$,
原子在晶胞中的空间利用率=$\frac{{V}_{球}}{{V}_{晶胞}}×100%$=$\frac{4×\frac{4}{3}π{(\frac{\sqrt{2}}{4}a)}^{3}}{{a}^{3}}$=$\frac{\sqrt{2}π}{6}$.故答案为:$\frac{\sqrt{2}}{2}\root{3}{\frac{4M}{d{N}_{A}}}$;$\frac{\sqrt{2}π}{6}$.

点评 本题综合考查物质的结构和性质,侧重于学生的分析能力的考查,注意把握杂化类型以及价层电子数的判断,难度中等.

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(1)用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列情况会造成测定结果偏高的是CD (填选项字母).
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B.盛装NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用NaOH溶液润洗
C.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗
D.滴定前,滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
(2)取草酸溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用浓度为0.1mol•L-1的高锰酸钾溶液滴定,发生反应的化学方程式为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
滴定数据如表:
滴定次数待测液体积
(mL)
标准KMnO4溶液体积(mL)
滴定前读数滴定后读数
第一次25.000.5020.40
第二次25.003.0023.00
第三次25.004.0024.10
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②该草酸溶液的物质的量浓度为0.2 mol•L-1
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参考表中的数据,若用AgNO3滴定NaSCN溶液,可选用的指示剂是D(填选项字母).
难溶物AgClAgBrAgCNAg2CrO4AgSCN
颜色浅黄砖红
Ksp1.77×10-105.35×10-131.21×10-161.12×10-121.0×10-12
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