Question

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(gè)未成對(duì)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(yīng)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(fù)單位為正方體（如右圖），頂點(diǎn)位置為Z⁴⁺所占，體心位置為Ba²⁺所占，所有棱心位置為O^2-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(diǎn)應(yīng)該

 

（填“高于”或“低于”）X的該氫化物的熔點(diǎn)．
（3）①制備M的化學(xué)反應(yīng)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(diǎn)，則O^2-處于立方體的

 

；
③在M晶體中，Z⁴⁺的氧配位數(shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：因?yàn)閆的核電荷數(shù)小于28，且次外層有2個(gè)未成對(duì)電子，Z應(yīng)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(yīng)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(yīng)為Ca元素，
（1）根據(jù)原子核外電子排布特點(diǎn)判斷元素在周期表中的位置；根據(jù)能量最低原理書寫電子排布式；
（2）X的氫化物為H-C≡C-H，根據(jù)結(jié)構(gòu)和成鍵特點(diǎn)判斷空間構(gòu)型和雜化類型；
（3）①根據(jù)反應(yīng)物和生成物結(jié)合質(zhì)量守恒定律書寫化學(xué)方程式；
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(diǎn)，則O^2-處于立方體的面心；
③根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)判斷；

解答： 解：（1）Y為Ca元素，原子序數(shù)為20，原子核外有4個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為2，則應(yīng)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，故答案為：第四周期、第ⅡA族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶；
（2）X為C，對(duì)應(yīng)的氫化物為乙炔，為直線形分子，C形成2個(gè)δ鍵，為sp雜化，X和Y形成的化合物為CaC₂，為離子晶體，熔點(diǎn)高于分子晶體，故答案為：直線型；sp；高于；
（3）①由題意知M為BaTiO₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiO₂+BaCO₃═BaTiO₃+CO₂↑，
故答案為：TiO₂+BaCO₃═BaTiO₃+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(diǎn)，則O^2-只能處于立方體的面心，
故答案為：面心；
③由BaTiO₃晶胞可知，每個(gè)Ti⁴⁺周圍有6個(gè)O^2-，所以Ti⁴⁺的氧配位數(shù)為為6，
故答案為：6；

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)，題目難度較大，本題注意把握電子排布式的書寫，晶胞的計(jì)算和分析為該題的難點(diǎn)，學(xué)習(xí)中注意空間結(jié)構(gòu)的分析．