Question

（2012?太原一模）X、Y、Z、U、W為原子序數依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三種元素的基態原子具有相同的能層和能級，且第一電離能：I₁（X）＜I₁（Z）＜I₁（Y），其中基態Y原子的2p軌道處于半充滿狀態，且XZ₂與Y₂Z互為等電子體．U為周期表前四周期中電負性最小的元素，W的原子序數為26．試回答下列問題：
（1）XZ₂的電子式為

，基態W原子的核外電子排布式為

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

．
（2）Y的簡單氫化物極易溶于Z的簡單氫化物中，其主要原因是

這兩種氫化物均為極性分子，氨氣和水分子之間能形成氫鍵

．
（3）X的一種氫化物的相對分子質量為26，其分子中σ鍵與π鍵的鍵數之比為

3：2

；其分子中X原子的雜化軌道類型為

sp

．
（4）化合物甲由Z、U兩元素組成，其晶胞如圖所示．
①甲的化學式為

KO₂

②下列有關該晶體的說法正確的是

CD

（填字母編號）．
A．每個晶胞中含有14個U⁺和13個Z^-₂
B．晶體中每個U⁺周圍距離U⁺最近的Z^-₂有8個
C．晶體中與每個U⁺距離最近的U⁺有12個
D．該晶體屬于離子晶體
③甲的密度為a g?cm^-3，則晶胞的體積是

284

aNA

cm³（只要求列出計算式，阿伏加德羅常數用N_A表示）．

Answer 1

分析：X、Y、Z、U、W為原子序數依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三種元素的基態原子具有相同的能層和能級，且第一電離能：I₁（X）＜I₁（Z）＜I₁（Y），且XZ₂與Y₂Z互為等電子體，其中基態Y原子的2p軌道處于半充滿狀態，則Y是N元素，X的原子序數小于Y且其能層和能級相同，所以X是C元素，Z的原子序數大于Y，Z是O元素，U為周期表前四周期中電負性最小的元素，說明U的金屬性最強，則U是K元素，W的原子序數為26，為Fe元素，結合元素、物質的結構和性質分析解答．

解答：解：X、Y、Z、U、W為原子序數依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三種元素的基態原子具有相同的能層和能級，且第一電離能：I₁（X）＜I₁（Z）＜I₁（Y），且XZ₂與Y₂Z互為等電子體，其中基態Y原子的2p軌道處于半充滿狀態，則Y是N元素，X的原子序數小于Y且其能層和能級相同，所以X是C元素，Z的原子序數大于Y，Z是O元素，U為周期表前四周期中電負性最小的元素，說明U的金屬性最強，則U是K元素，W的原子序數為26，為Fe元素，
（1）CO₂分子中碳原子和每個氧原子形成兩個共價鍵，所以二氧化碳的電子式為，W是Fe元素，其原子核外有26個電子，根據構造原理知，基態W原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，
故答案為：；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（2）Y的簡單氫化物是氨氣，Z的簡單氫化物是水，氨氣和水都是極性分子，根據相似相溶原理知，氨氣極易溶于水，且氨氣和水之間易形成氫鍵，氫鍵的存在導致氨氣的溶解性較大，
故答案為：這兩種氫化物均為極性分子，氨氣和水分子之間能形成氫鍵；
（3）C的一種氫化物的相對分子質量為26，則其氫化物是HC≡CH，乙炔分子中含有3個σ鍵與2個π鍵，所以乙炔分子中σ鍵與π鍵的鍵數之比為3：2；其分子中C原子的雜化軌道類型為sp，
 故答案為：3：2；sp；
（4）化合物甲由O、K兩元素組成，
①利用均攤法得，K原子個數=8×

1

8

+6×

1

2

=4，O原子個數=（12×

1

4

+1）×2=8，所以K、O原子個數之比為1：2，則甲的化學式為KO₂，
故答案為：KO₂；
②A．每個晶胞中含有4個U⁺和8個O₂^-，故錯誤；
B．晶體中每個K⁺周圍距離K⁺最近的O₂^-有6個，故錯誤；
C．晶體中與每個K⁺距離最近的K⁺個數=3×8×

1

2

=12，故正確；
D．該晶體的構成微粒是陰陽離子，所以屬于離子晶體，故正確；
故選CD；
③甲的密度為a g?cm^-3，KO₂的密度為a g?cm^-3，體積V=

71 NA ×4

a

cm³=

284

aNA

cm³，
故答案為：

284

aNA

．

點評：本題考查了元素位置結構的關系，正確推斷元素是解本題關鍵，涉及晶胞的計算、雜化方式的判斷、原子核外電子排布式的書寫等知識點，難點的晶胞體積的計算，難度中等．