Question

【題目】【化學——選修3：物質結構與性質】原子序數依次增大的X、Y、Z、G、Q、R、T七種元素，核電荷數均小于36。已知X的一種1∶2型氫化物分子中既有σ鍵又有π鍵，且所有原子共平面；Z的L層上有2個未成對電子；Q原子的s能級與p能級電子數相等；R單質是制造各種計算機、微電子產品的核心材料；T處于周期表的ds區，原子中只有一個未成對電子。

(1)Y原子核外共有________種不同運動狀態的電子，基態T原子有________種不同能級的電子。

(2)X、Y、Z的第一電離能由小到大的順序為________(用元素符號表示)。

(3)由X、Y、Z形成的離子ZXY－與XZ2互為等電子體，則ZXY－中X原子的雜化軌道類型為__________________。

（4）Z與R能形成化合物甲，1 mol甲中含________ mol化學鍵，甲與氫氟酸反應，生成物的分子空間構型分別為_________________________。

(5)G、Q、R氟化物的熔點如下表，造成熔點差異的原因為___________________。

氟化物	G的氟化物	Q的氟化物	R的氟化物
熔點/K	993	1 539	183

（6）向T的硫酸鹽溶液中逐滴加入Y的氫化物的水溶液至過量，反應過程中的離子方程式

為________________________；________________________。

(7)X單質的晶胞如圖所示，一個X晶胞中有________個X原子；

若X晶體的密度為ρ g·cm－3，阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶胞的體積為________ cm3 (用代數式表示)。

Answer 1

【答案】(1)7(1分) 7(1分) (2)C＜O＜N(1分) (3)sp雜化(1分)

(4)4(1分) SiF4為正四面體形(1分)、H2O為V形(1分)

(5)NaF與MgF2為離子晶體，SiF4為分子晶體，故SiF4的熔點最低；Mg2＋的半徑比Na＋的半徑小、電荷數多，晶格能：MgF2＞NaF，故MgF2的熔點比NaF高(2分)

(6)Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH (2分)、

Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－(2分) (7)8 (1分) 96/ρNA(1分)

【解析】

試題分析：X的一種氫化物分子中既有σ鍵又有π鍵，說明分子里有雙鍵或參鍵，X的一種氫化物為1：2型且所有原子共平面，所以X應為C元素，它的1：2型氫化物為乙烯；Z的L層上有2個未成對電子，即核外電子排布為1s22s22p2或1s22s22p4，X、Y、Z原子序數依次增大，所以Z為O元素，且Y為N元素；Q原子s能級與p能級電子數相等，則Q的核外電子排布為1s22s22p4或1s22s22p63s2，由于Q的原子序數比氧大，所以Q的電子排布為1s22s22p63s2，即Q為Mg；而G為金屬元素，且原子序數介于氧和鎂元素之間，所以G為Na；R單質是制造各種計算機、微電子產品的核心材料，則R為Si；T處于周期表的ds區，原子中只有一個未成對電子，價電子排布為3d104s1，故T為Cu；

(1)Y為N元素，核外電子排布式為1s22s22p3，所以7種不同運動狀態的電子；T為Cu元素，它的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1，所以它有7個能級；

(2)C、N、O位于元素周期表同一周期，同周期隨原子序數增大，第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級容納3個電子，為半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能：C＜O＜N；

(3)OCN-與CO2互為等電子體，所以它們結構相似，OCN-中C原子與O、N原子之比分別形成2對共用電子對，沒有孤電子對，所以碳的雜化方式為sp雜化；

(4)Z與R能形成化合物甲為二氧化硅，在二氧化硅晶體中，每個硅原子周圍有四個Si-O鍵，所以1mol二氧化硅中含有4molSi-O鍵；SiO2與HF反應的方程式為：SiO2+4HF=SiF4+2H2O，其中SiF4中硅原子的價層電子對數為：4+=4，沒有孤對電子，所以SiF4的空間構型為正四面體、H2O為V形；

(5)在NaF、MgF2、SiF4中，NaF與MgF2為離子晶體，SiF4為分子晶體，故SiF4的熔點最低，Mg2+的半徑比Na+的半徑小，且Mg2+電荷數高，晶格能MgF2＞NaF，故MgF2的熔點比NaF高；

(6)向硫酸銅溶液中逐滴加入氨水溶液至過量，反應生成四氨合銅絡離子，反應的離子方程式為：Cu2++4NH3．H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O；

(7)碳單質的晶胞為，晶胞中含有C原子數目為4+8×1/8+6×1/2=8，C原子與周圍4個原子形成正四面體，正四面體中心C原子與頂點碳原子相鄰，距離最近，晶胞質量為8×12/NAg，晶體的密度為pg/cm3，則晶胞的體積為(8×12/NAg)÷(pg/cm3)=96/ρNA。