Question

2．现有X、Y、Z、W、Q五种前30号元素，原子序数依次增大．已知X、Y、Z、W均为非金属元素，X的最外层有两个未成对电子，元素W与元素Z同主族，Q的基态原子中有5个未成对电子且Q的次外层电子数等于Y和W^2-最外层电子数之和，根据以上信息回答下列问题：
（1）上述五种元素中电负性最大的是O（填元素符号），Y的第一电离能大于Z的第一电离能原因N原子3p轨道半充满，相对稳定．
（2）XW₂的电子式为，Y₃^-的立体构型为直线形．
（3）Q的价电子排布式为3d⁵4s²，位于周期表d区．
（4）W与Z组成的最高价分子中W的杂化类型是sp²．
（5）已知α型QW的晶胞中阴阳离子的配位数均为6，则与Q离子距离最近且距离相等的Q离子个数是12．
（6）α型QW的晶胞是立方体，其摩尔质量是Mg/mol，该晶体晶胞边长为a cm，该晶体的密度为ρg/cm³，请列式表示出一个晶胞中含有的离子总数为2$\frac{ρ{a}^{3}{N}_{A}}{M}$（阿伏加德罗常数用N_A表示）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、Q五种前30号元素，原子序数依次增大，X、Y、Z、W均为非金属元素，元素W与元素Z同主族，则W位于第三周期、Z位于第二周期，W能形成二价阴离子，则W是S元素、Z是O元素；
X的最外层有两个未成对电子，且原子序数小于Z，则X是C元素、Y是O元素；
Q的基态原子中有5个未成对电子且Q的次外层电子数等于Y和W^2-最外层电子数之和，则Q是Mn元素，
（1）元素的非金属性越强，其电负性越大；Y是N元素、Z是氧元素，原子轨道中电子处于半满、全满或全空时最稳定；
（2）CS₂为直线型分子，每个S原子和C原子形成两个共用电子对；
根据价层电子对互斥理论判断Y₃^-的立体构型；
（3）Q是Mn元素，其3d、4s能级上电子为其价电子；该元素位于d区；
（4）S与O组成最高价分子是SO₃，该分子中S原子价层电子对个数是3且不含孤电子对；
（5）α型MnS的晶胞中阴阳离子的配位数均为6，其晶胞结构和氯化钠相似，则与Q离子距离最近且距离相等的Q离子个数=3×8×$\frac{1}{2}$；
（6）α型MnS的晶胞是立方体，该物质一个晶胞中阴离子总数=$\frac{ρV{N}_{A}}{M}$，阴阳离子个数相等，离子总数是阴离子的2倍．

解答 解：X、Y、Z、W、Q五种前30号元素，原子序数依次增大，X、Y、Z、W均为非金属元素，元素W与元素Z同主族，则W位于第三周期、Z位于第二周期，W能形成二价阴离子，则W是S元素、Z是O元素；
X的最外层有两个未成对电子，且原子序数小于Z，则X是C元素、Y是O元素；
Q的基态原子中有5个未成对电子且Q的次外层电子数等于Y和W^2-最外层电子数之和，则Q是Mn元素，
（1）元素的非金属性越强，其电负性越大，这几种元素非金属性最强的是O元素，则电负性最大的是O元素；Y是N元素、Z是氧元素，原子轨道中电子处于半满、全满或全空时最稳定，N原子电子处于半满状态，所以N元素第一电离能大于O元素，
故答案为：O；N原子3p轨道半充满，相对稳定；
（2）CS₂为直线型分子，每个S原子和C原子形成两个共用电子对，电子式为；
N₃^-中中心N原子价层电子对个数是2，且不含孤电子对，所以为直线形结构，
故答案为：；直线形；
（3）Q是Mn元素，其3d、4s能级上电子为其价电子，价电子排布式为3d⁵4s²；该元素位于d区，
故答案为：3d⁵4s²；d；
（4）S与O组成最高价分子是SO₃，该分子中S原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，为sp²杂化，
故答案为：sp²；
（5）α型MnS的晶胞中阴阳离子的配位数均为6，其晶胞结构和氯化钠相似，则与Q离子距离最近且距离相等的Q离子个数=3×8×$\frac{1}{2}$=12，故答案为：12；
（6）α型MnS的晶胞是立方体，该物质一个晶胞中阴离子总数=$\frac{ρV{N}_{A}}{M}$=$\frac{ρ{a}^{3}{N}_{A}}{M}$，阴阳离子个数相等，离子总数是阴离子的2倍，所以离子总数为2$\frac{ρ{a}^{3}{N}_{A}}{M}$，
故答案为：2$\frac{ρ{a}^{3}{N}_{A}}{M}$．

点评 本题考查物质结构和性质，为高频考点，把握均摊法、价层电子对互斥理论、原子核外电子排布等知识点即可解答，难点是（6）题晶胞计算，知道该晶胞中阴阳离子个数体系，题目难度中等．