Question

[化学—选修3：物质结构与性质]原子序数依次增大的X、Y、Z、G、Q、R、T七种元素，核电荷数均小于36。已知X的一种1：2型氢化物分子中既有σ键又有π键，且所有原子共平面；Z的L层上有2个未成对电子；Q原子s能级与p能级电子数相等；R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料；T处于周期表的ds区，原子中只有一个未成对电子。

（1）Y原子核外共有________种不同运动状态的电子，基态T原子有________种不同能级的电子。

（2）X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。

（3）由X、Y、Z形成的离子ZXY^－与XZ₂互为等电子体，则ZXY^－中X原子的杂化轨道类型为________。

（4）Z与R能形成化合物甲，1mol甲中含________mol化学键，甲与氢氟酸反应，生成物的分子空间构型分别为________，________。

（5）G、Q、R氟化物的熔点如下表，造成熔点差异的原因为______                      __。

氟化物	G的氟化物	Q的氟化物	R的氟化物
熔点/K	993	1539	183

（6）向T的硫酸盐溶液中逐滴加入Y的氢化物的水溶液至过量，反应的离子方程式为            __。

（7）X单质的晶胞如图所示，一个X晶胞中有________个X原子；若X晶体的密度为p g·cm^－3，阿伏加德罗常数的值为N_A，则晶体中最近 的两个X原子之间的距离为________cm(用代数式表示)。

Answer

（1） 7 7 （2）C＜O＜N （3）sp杂化

（4）4；SiF4为正四面体形；H2O为V形

(5)NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，故SiF4的熔点最低；Mg2＋的半径比Na＋的半径小、电荷数多，晶格能：MgF2＞NaF，故MgF2的熔点比NaF高 (共2分，每空2分)

(6) Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH、Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－

(7)8； (或 × )

【解析】

试题分析：X的一种1：2型氢化物分子中既有σ键又有π键，说明分子里有双键或参键，且所有原子共平面，所以X为C元素，它的1：2型氢化物为乙烯；Z的L层上有2个未成对电子，即核外电子排布为1s22s22p2或1s22s22p4，X、Y、Z原子序数依次增大，所以Z为O元素，Y的原子序数介于碳、氧之间，则Y为N元素；Q原子s能级与p能级电子数相等，则Q的核外电子排布为1s22s22p4或1s22s22p63s2，由于Q的原子序数比Z大，所以Q的电子排布为1s22s22p63s2，即Q为Mg元素；而G的原子序数介于氧和镁元素之间，所以G为Na元素；R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料，R为Si元素；T处于周期表的ds区，且最外层只有一个电子，则T为Cu。

（1）Y为氮元素，核外电子排布式为1s22s22p3，所以7种不同运动状态的电子，T为Cu元素，它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，有7种不同原子轨道的电子；

（2）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，氮元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于氧元素的，故第一电离能由小到大的顺序为：C＜O＜N；

（3）OCN-与CO2互为等电子体，所以它们结构相似，在二氧化碳中碳的价层电子对数为：=2，所以碳的杂化方式为sp杂化；

（4）化合物甲为二氧化硅，在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围有四个Si-O 键，所以1mol二氧化硅中含有4molSi-O 键，SiO2与HF反应的方程式为：SiO2+4HF=SiF4+2H2O，其中SiF4中硅原子的价层电子对数为4+=4，没有孤电子对，所以SiF4的空间构型为正四面体，H2O中氧原子的价层电子对数为2+=4，有2对孤电子对，所以H2O的空间构型为V形；

（5）在NaF、MgF2、SiF4中NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，故SiF4的熔点低，Mg2+的半径比Na+的半径小，电荷数高，晶格能MgF2＞NaF，故MgF2的熔点比NaF高；

（6）向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水至过量，开始生成氢氧化铜沉淀，后来沉淀溶解生成四氨合铜离子，其反应的离子方程式为：Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-

（7）C单质的晶胞如图所示，在顶点上8个原子，面心上2个原子，晶体内部为4个原子，所以一个C晶胞中原子数为：×8+×6+4=8；设晶体中最近的两个X原子之间的距离为xcm，晶胞的边长为acm，则a3=，由晶胞图可知a2+a2=(4x•sin)2，所以2×=2x•sin；所以x=。

考点：考查了原子核外电子的运动状态、元素电离能、电负性的含义及应用、化学键、判断简单分子或离子的构型、晶胞的计算的相关知识。

【名师点晴】本题考查较为综合，题目难度较大。答题时注意电子排布式的书写方法，把握分子空间构型、等电子体、分子极性等有关的判断方法。关于核外电子排布需要掌握原子结构“三、二、一”要点：三个原理：核外电子排布三个原理——能量最低原理、泡利原理、洪特规则；两个图式：核外电子排布两个表示方法——电子排布式、电子排布图；一个顺序：核外电子排布顺序——构造原理。