Question

X、Y、Z、W、R、M为元素周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大。X与W、Z与R是分别同族元素；X原子的第一电离能小于同周期前一族元素的原子；Z元素基态原子的核外有3个未成对电子；M元素的单质化学性质稳定，耐腐蚀，其单质及合金是一种优良的航天、航空材料，M的基态原子核外有2个未成对电子。请回答下列问题：

⑴NaZ₃可应用于汽车安全气囊，当汽车发生碰撞时，气囊中的NaZ₃迅速分解产生大量Z 的单质气体，从而使安全气囊瞬间充气弹出，减轻了乘员受到的伤害。基态Z原子价电子的电子排布图为_____________。与Z₃^－互为等电子体的分子的化学式为______________(写一个即可)，Z₃^－的空间构型是__________。

⑵W元素可形成[WF₆]^3－、[WCl₄]^－配离子，而X只能形成[XF₄]^－配离子，由此可知决定配合物中配位数多少的因素之一是________________；

⑶已知Y的最高价含氧酸根离子与Na⁺、K⁺、NH₄⁺形成的酸式盐溶解度都小于其正盐的溶解度，原因是HCO₃^－之间以________(填作用力)作用形成长链，减小了HCO₃^－与水分子之间的作用导致溶解度降低；

⑷R元素通常有白、红、黑三种颜色的单质，其中最稳定的同素异形体G在通常状态下是一种黑色有金属光泽的晶体，G在储能、电子和光伏发电等领域有着广泛的应用前景，是一种比石墨烯更优秀的新型材料。晶体G具有与石墨类似的层状结构，如图一所示。下列有关G的说法正确的是_______________；

A．G中R原子杂化方式为sp³杂化

B．G中层与层之间的作用力是配位健

C．与石墨类似，G的每一层中R原子都在同一平面上

D．R元素三种常见的单质中，G的熔沸点最高

⑸M与O形成的离子晶体在自然界中存在三种形态，其中金红石型是三种形态中最稳定的一种，其晶胞如图二所示，则M、O配位数之比为________；影响离子晶体结构类型的因素有_____________、____________、键性因素。

Answer

CO2(或N2O) 直线形 中心原子(或离子)及配位原子半径的大小 氢键 A、D 2:1 几何因素 电荷因素

【解析】X与W、Z与R是分别同族元素；X原子的第一电离能小于同周期前一族元素的原子，说明X原子的同周期前一族元素的原子s轨道为全充满结构，则X为B，W为Al；Z元素基态原子的核外有3个未成对电子，说明p轨道上有3个电子，则Z为N元素，R为P元素，同时可知Y为C元素；M元素的单质化学性质稳定，耐腐蚀，其单质及合金是一种优良的航天、航空材料，M的基态原子核外有2个未成对电子，可推知M为Ti元素；

⑴N原子核外有5个电子，基态N原子价电子的电子排布图为；N3-的原子数为3，价电子总数为16， 则与N3－互为等电子体的分子可以是CO2(或N2O)，等电子体结构相似，CO2是直线型，则N3－的空间构型是直线型；

⑵配合物中配位数的多少与中心原子(或离子)及配位原子半径的大小，B3+离子半径明显小于Al3+，则Al元素可形成[AlF6]3－、[AlCl4]－配离子，而B只能形成[BF4]－配离子；

⑶HCO3－之间以氢键作用形成长链，减小了HCO3－与水分子之间的作用，导致NaHCO3、KHCO3、NH4HCO3的溶解度明显小于对应的正盐Na2CO3、K2CO3及(NH4)2CO3的溶解度；

⑷A．则结构可知G中磷原子杂化方式为sp3杂化，故A正确；B．G中层与层之间的作用力是分子间作用力，故B错误；C．与石墨中碳原子为sp2杂化，每层原子均在同一平面内，但G中磷原子杂化方式为sp3杂化，每一层的各原子不可能在同一平面内，故c错误；D．G为原子晶体，而其它二种单质为分子晶体，则G的熔沸点最高，故D正确；答案为AD。

⑸观察晶胞结构，可知每个钛周围距离最近的氧原子有6个，即钛的配位数为6，而每个 氧原子周围最靠近的钛原子为3个，即氧化的配位数是3，则Ti、O配位数之比为6:3=2:1；晶胞的几何构型、微粒所带的电荷数及键性均是影响离子晶体结构类型的因素。

点睛：物质的熔沸点的高低与构成该物质的晶体类型及晶体内部粒子间的作用力有关，其规律如下：

（1）在相同条件下，不同状态的物质的熔、沸点的高低是不同的，一般有：固体＞液体＞气体；

（2）一般来说，不同类型晶体的熔沸点的高低顺序为：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，而金属晶体的熔沸点有高有低；

（3）同种类型晶体的比较。①原子晶体：熔、沸点的高低，取决于共价键的键长和键能，键长越短，键能越大共价键越稳定，物质熔沸点越高，反之越低；②离子晶体：熔、沸点的高低，取决于离子键的强弱．一般来说，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键就越强，熔、沸点就越高，反之越低；③金属晶体：金属晶体中金属阳离子所带电荷越多，半径越小，金属阳离子与自由电子静电作用越强，金属键越强，熔沸点越高，反之越低；合金的熔沸点一般说比它各组份纯金属的熔沸点低； ④分子晶体：熔、沸点的高低，取决于分子间作用力的大小．分子晶体分子间作用力越大物质的熔沸点越高，反之越低．（具有氢键的分子晶体，熔沸点反常地高）。