Question

[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]（15分）

已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于48。X的一種1:1型常見氣態(tài)氫化物分子中既有σ鍵又有π鍵。Z是金屬元素，Z的單質(zhì)和化合物有廣泛的用途。已知Z的核電荷數(shù)小于28，且次外層有2個未成對電子。工業(yè)上利用ZO2和碳酸鋇在熔融狀態(tài)下制取化合物M（M可看做一種含氧酸鹽）。M有顯著的“壓電性能”，應用于超聲波的發(fā)生裝置。經(jīng)X射線分析，M晶體的最小重復單位為正方體（如右圖），頂點位置為Z4＋所占，體心位置為Ba2＋所占，所有棱心位置為O2-所占。

（1）Y在周期表中位于______________；Z4＋的核外電子排布式為______________；

（2）X的該種氫化物分子構(gòu)型為___________，X在該氫化物中以___________方式雜化。X和Y形成的化合物的熔點應該_____（填“高于”或“低于”）X的該氫化物的熔點。

（3）①制備M的化學反應方程式是________________________________________；

②在M晶體中，若將Z4＋置于立方體的體心，Ba2＋置于立方體的頂點，則O2－處于立方體的______；

③在M晶體中，Z4＋的氧配位數(shù)為________；

Answer 1

【知識點】元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結(jié)構(gòu)分析。

【答案解析】⑴第四周期 第ⅡA族（2分）    1s22s22p63s23p6（2分）

⑵直線形（1分）  sp（2分）   高于（2分）

⑶①TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2↑（2分）  ②面心（2分） ③6 （2分）

解析：因為Z的核電荷數(shù)小于28，且次外層有2個未成對電子，Z應是Ti，原子序數(shù)為22，X的一種1：1型氫化物分子中既有σ鍵又有π鍵，應為H-C≡C-H，則X為C元素，X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于48，則Y的原子序數(shù)為20，應為Ca元素。

（1）Y為Ca元素，原子序數(shù)為20，原子核外有4個電子層，最外層電子數(shù)為2，則應位于周期表第四周期、第ⅡA族，Z為Ti，離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p6。

（2）X為C，對應的氫化物為乙炔，為直線形分子，C形成2個δ鍵，為sp雜化，X和Y形成的化合物為CaC2，為離子晶體，熔點高于分子晶體。

（3）①由題意知M為BaTiO3，反應的化學方程式為：TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2↑，②在BaTiO3晶體中，若將Ti4+置于立方體的體心，Ba2+置于立方體的頂點，則O2-只能處于立方體的面心，③由BaTiO3晶胞可知，每個Ti4+周圍有6個O2-，所以Ti4+的氧配位數(shù)為為6。

【思路點撥】本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識，題目難度較大，本題注意把握電子排布式的書寫，晶胞的分析為該題的難點。