Question

12．原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是宇宙中含量最多的元素，Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)的電子，W的+1價(jià)陽(yáng)離子的核外有3個(gè)電子層且各層均充滿．
回答下列問題：
（1）W⁺的價(jià)電子排布式為3d¹⁰．
（2）Y₂X₂分子中Y原子軌道的雜化類型為sp雜化，1mol Y₂X₂含有σ鍵的數(shù)目為3×6.02×10²³．
（3）化合物ZX₃的沸點(diǎn)比化合物YX₄的高，其主要原因是NH₃分子之間形成氫鍵．
（4）元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體，元素Z的這種氧化物的分子式是N₂O．
（5）元素W的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該氯化物的化學(xué)式是CuCl，它可與濃鹽酸發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成配合物H₂WCl₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuCl+2HCl=H₂CuCl₃．在晶胞中最近的2個(gè)原子距離是apm，晶胞的密度是$\frac{298.5\sqrt{3}}{16{a}^{3}{N}_{A}×1{0}^{-30}}$g•cm^-3（只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A）．

Answer 1

分析 原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是宇宙中含量最多的元素，則X為H元素；Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8，所以內(nèi)層電子數(shù)只能是2，最外層電子數(shù)為4，則Y是C元素；Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，則X原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶，則Z為N元素；W的+1價(jià)陽(yáng)離子的核外有3個(gè)電子層且各層均充滿，原子核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，故W為Cu．

解答 解：原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是宇宙中含量最多的元素，則X為H元素；Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8，所以內(nèi)層電子數(shù)只能是2，最外層電子數(shù)為4，則Y是C元素；Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，則X原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶，則Z為N元素；W的+1價(jià)陽(yáng)離子的核外有3個(gè)電子層且各層均充滿，原子核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，故W為Cu．
（1）Cu⁺的價(jià)電子排布式為：3d¹⁰，
故答案為：3d¹⁰；
（2）C₂H₂分子結(jié)構(gòu)式為H-C≡C-H，C原子沒有孤對(duì)電子，形成2個(gè)σ鍵，雜化軌道數(shù)目為2，C原子雜化軌道的雜化類型為sp雜化，1mol C₂H₂含有σ鍵的數(shù)目為3×6.02×10²³個(gè)，
故答案為：sp雜化；3×6.02×10²³；
（3）化合物NH₃分子之間形成氫鍵，而CH₄分子不能，故氨氣沸點(diǎn)較高，
故答案為：NH₃分子之間形成氫鍵；
（4）等電子體含有相同原子數(shù)目與價(jià)電子總數(shù)，元素碳的一種氧化物與元素氮的一種氧化物互為等電子體，為CO₂與N₂O，
故答案為：N₂O；
（5）晶胞中黑色球數(shù)目為4，白色球數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故該氯化物的化學(xué)式是CuCl，它可與濃鹽酸發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成配合物H₂CuCl₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuCl+2HCl=H₂CuCl₃，
晶胞中黑色球與周圍的4個(gè)白色球形成正四面體結(jié)構(gòu)，在晶胞中最近的2個(gè)原子距離是apm，則晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)度為4a pm，則晶胞棱長(zhǎng)為$\frac{4a}{\sqrt{3}}$pm，晶胞質(zhì)量為4×$\frac{99.5}{{N}_{A}}$g，晶胞的密度是4×$\frac{99.5}{{N}_{A}}$g÷（$\frac{4a}{\sqrt{3}}$×10^-10 cm）³=$\frac{298.5\sqrt{3}}{16{a}^{3}{N}_{A}×1{0}^{-30}}$g•cm^-3，
故答案為：CuCl；CuCl+2HCl=H₂CuCl₃；$\frac{298.5\sqrt{3}}{16{a}^{3}{N}_{A}×1{0}^{-30}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、雜化方式、化學(xué)鍵、氫鍵、等電子體、晶胞計(jì)算等，（5）中關(guān)鍵是計(jì)算晶胞棱長(zhǎng)，為難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)，需要學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)計(jì)算能力，掌握均攤法進(jìn)行晶胞有關(guān)計(jì)算．