Question

【題目】【化學(xué)---選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是半徑最小的元素，Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對的電子，W原子4s原子軌道上有1個(gè)電子，M能層為全充滿的飽和結(jié)構(gòu)。回答下列問題：

（1）W基態(tài)原子的價(jià)電子排布式____________；Y2X2分子中Y原子軌道的雜化類型為______。

（2）化合物ZX3的沸點(diǎn)比化合物YX4的高，其主要原因是_____________。

（3）元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體，元素Z的這種氧化物的分子式是____________。Y60用做比金屬及其合金更為有效的新型吸氫材料，其分子結(jié)構(gòu)為球形32面體，它是由60個(gè)Y原子以20個(gè)六元環(huán)和12個(gè)五元環(huán)連接而成的具有30個(gè)Y=Y鍵的足球狀空心對稱分子。則該分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比_____；36gY60最多可以吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣_____L。

（4）元素W的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，該氯化物的化學(xué)式是___________，該晶體中W的配位數(shù)為___________。它可與濃鹽酸發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成配合物HnWCl3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。

Answer 1

【答案】（1）3d104s1 sp雜化（2）NH3分子間存在氫鍵（3）N2O 3:1 33.6L

（4）CuCl 4 CuCl＋2HCl＝H2CuCl3(或CuCl＋2HCl＝H2[CuCl3])

【解析】

試題分析：原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是半徑最小的元素，則X是H；Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，則Y是C；Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對的電子，所以Z是N；W原子4s原子軌道上有1個(gè)電子，M能層為全充滿的飽和結(jié)構(gòu)，則W是Cu。

（1）銅基態(tài)原子的價(jià)電子排布式3d104s1；Y2X2分子是乙炔，乙炔是直線形結(jié)構(gòu)，則分子中碳原子軌道的雜化類型為sp雜化。

（2） NH3分子間存在氫鍵，其沸點(diǎn)高于甲烷。

（3）元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體，由于互為等電子體的原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)分別均相等，則元素Z的這種氧化物的分子式是N2O。C60分子構(gòu)型為一個(gè)32面體，其中有12個(gè)五元環(huán)，20個(gè)六元環(huán)，每個(gè)碳周圍有一個(gè)碳碳雙鍵和兩個(gè)碳碳單鍵，均為兩個(gè)碳共用，所以每個(gè)碳實(shí)際占有的碳碳單鍵是1個(gè)，碳碳雙鍵數(shù)為0.5個(gè)，而每個(gè)雙鍵中有一個(gè)π鍵和σ鍵，而單鍵都是σ鍵，則該分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比；C60分子中含有的碳碳雙鍵個(gè)數(shù)是30，一個(gè)碳碳雙鍵需要1分子氫氣加成，因此36gC60最多可以吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣。

（4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中銅原子的個(gè)數(shù)是8×1/8+6×1/2=4，氯原子全部在晶胞內(nèi)，共計(jì)4個(gè)，因此該氯化物的化學(xué)式是CuCl，該晶體中W的配位數(shù)為4。它可與濃鹽酸發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成配合物HnWCl3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuCl＋2HCl＝H2CuCl3(或CuCl＋2HCl＝H2[CuCl3])。