Question

15．W、X、Y、Z為元素周期表中前四周期原子序數(shù)依次增大的元素．W的基態(tài)原子中占據(jù)啞鈴形原子軌道的電子數(shù)為3，X²⁺與W^3-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)；W與X的最外層電子數(shù)之和等于Y的最外層電子數(shù)；Z元素位于元素周期表的第6列．
請(qǐng)回答：
（1）Z的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為：3d⁵4s¹．
（2）WY₃分子的立體構(gòu)型為：三角錐形．
（3）W的簡(jiǎn)單氫化物分子中，原子間形成σ鍵時(shí)，發(fā)生重疊的原子軌道分別為sp³雜化軌道和s軌道（填軌道名稱）．
（4）比較Y的含氧酸酸性：HYO₂＞HYO（填“＞”或“＜”）．
（5）離子型氫化物XH₂的晶胞如圖所示，其中陰離子的配位數(shù)為3．
（6）強(qiáng)酸條件下，Z₂O₇^2-離子能與乙醇反應(yīng)生成Z³⁺離子，該反應(yīng)的離子方程式為：2Cr₂O₇^2-+3C₂H₅OH+16H⁺═4Cr³⁺+3CH₃COOH+11H₂O．

Answer 1

分析 W、X、Y、Z為元素周期表中前四周期原子序數(shù)依次增大的元素，W的基態(tài)原子中占據(jù)啞鈴形原子軌道的電子數(shù)為3，則W為N元素；
X²⁺與W^3-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，這兩種離子核外有10個(gè)電子，則X為Mg元素；
Z元素位于元素周期表的第6列，則Z為Cr元素；
Y原子序數(shù)小于24，W與X的最外層電子數(shù)之和等于Y的最外層電子數(shù)，則Y為Cl元素；
（1）Z為Cr元素，Z的基態(tài)原子的價(jià)電子為3d、4s電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫基態(tài)Cr原子價(jià)電子排布式；
（2）NCl₃分子中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且含有一個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷該分子的立體構(gòu)型；
（3）W的簡(jiǎn)單氫化物為NH₃，氨氣分子中，原子間形成σ鍵時(shí)，發(fā)生重疊的原子軌道分別為sp³雜化軌道和s軌道；
（4）同一種元素的含氧酸中，含有非羥基氧原子個(gè)數(shù)越多，其酸性越強(qiáng)；
（5）離子型氫化物MgH₂的晶胞中，其中陰離子的配位數(shù)為3；
（6）強(qiáng)酸條件下，Cr₂O₇^2-能與乙醇反應(yīng)生成Cr³⁺離子，乙醇被氧化生成乙酸，根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫該反應(yīng)的離子方程式．

解答 解：W、X、Y、Z為元素周期表中前四周期原子序數(shù)依次增大的元素，W的基態(tài)原子中占據(jù)啞鈴形原子軌道的電子數(shù)為3，則W為N元素；
X²⁺與W^3-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，這兩種離子核外有10個(gè)電子，則X為Mg元素；
Z元素位于元素周期表的第6列，則Z為Cr元素；
Y原子序數(shù)小于24，W與X的最外層電子數(shù)之和等于Y的最外層電子數(shù)，則Y為Cl元素；
（1）Z為Cr元素，Z的基態(tài)原子的價(jià)電子為3d、4s電子，Cr原子3d、4s能級(jí)上電子數(shù)分別是5、1，根據(jù)構(gòu)造原理書寫基態(tài)Cr原子價(jià)電子排布式為3d⁵4s¹，
故答案為：3d⁵4s¹；
（2）NCl₃分子中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且含有一個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷該分子的立體構(gòu)型為三角錐形，故答案為：三角錐形；
（3）W的簡(jiǎn)單氫化物為NH₃，氨氣分子中，原子間形成σ鍵時(shí)，發(fā)生重疊的原子軌道分別為sp³雜化軌道和s軌道，故答案為：sp³雜化軌道和s軌道；
（4）同一種元素的含氧酸中，含有非羥基氧原子個(gè)數(shù)越多，其酸性越強(qiáng)，HYO₂ 中非羥基O原子個(gè)數(shù)是1、HYO中沒(méi)有非羥基氧原子，所以酸性HYO₂＞HYO，故答案為：＞；
（5）離子型氫化物MgH₂的晶胞中，每個(gè)氫離子連接晶胞中體心上的鎂離子和一個(gè)頂點(diǎn)上的鎂離子，共3個(gè)鎂離子，所以陰離子的配位數(shù)為3，故答案為：3；
（6）強(qiáng)酸條件下，Cr₂O₇^2-能與乙醇反應(yīng)生成Cr³⁺離子，乙醇被氧化生成乙酸，根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫該反應(yīng)的離子方程式為2Cr₂O₇^2-+3C₂H₅OH+16H⁺═4Cr³⁺+3CH₃COOH+11H₂O，
故答案為：2Cr₂O₇^2-+3C₂H₅OH+16H⁺═4Cr³⁺+3CH₃COOH+11H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及晶胞計(jì)算、氧化還原反應(yīng)、原子雜化、微粒空間構(gòu)型判斷等知識(shí)點(diǎn)，明確物質(zhì)結(jié)構(gòu)、基本原理、原子結(jié)構(gòu)是解本題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷、計(jì)算及空間想象能力，易錯(cuò)點(diǎn)是判斷陰離子配位數(shù)．