Question

【題目】【選修3：物質結構與性質】X、Y、M、Z、R為前四周期元素，且原子序數依次增大。XY2是紅棕色氣體；X與氫元素可形成XH3；M是周期表中電負性最大的元素；Z基態原子的M層是K層電子數的3倍；R2＋離子的3d軌道中有9個電子。請回答下列問題：

（1）基態Y原子的價電子排布圖是___________；Z所在周期中第一電離能最大的主族元素是___________（元素名稱）。

（2）XY2離子的立體構型是___________；R2+的水合離子[R（H2O）4]2+中，提供孤電子對的原子是___________（元素符號）。

（3）已知XH3易與R2+形成配離子，但XM3不易與R2+形成配離子，其原因是______________________。

（4）Y與R所形成的化合物晶體晶胞如下圖所示，該晶體的化學式：___________；晶胞參數如下圖所示，則該晶胞密度是___________g·cm－3（列式并計算結果，保留小數點兒后一位）。

（5）圖1表示某種含氮有機化合物的結構，其分子內4個氮原子分別位于正四面體的4個頂點（見圖2），分子內存在空腔，能嵌入某離子或分子并形成4個氫鍵予以識別。下列分子或離子中，能被該有機化合物識別的是___________（填標號）。

a．CF4b．CH4c．NH4+d．H2O

Answer 1

【答案】（1）氯（1分）

（2）V形 O

（3）N、F、H三祌元素的電負性，F > N > H，所以NH3中共用電子對偏向N，而在NF3中，共用電子對偏向F，偏離N原子

（4）CuO 2.1 （5）C

【解析】試題分析：（1）X、Y、M、Z、R為前四周期元素，且原子序數依次增大，XY2是紅棕色氣體，則X的N元素；Y是O元素，XY2是NO2；X與氫元素可形成XH3；M是周期表中電負性最大的元素，則M是F元素；Z基態原子的M層是K層電子數的3倍，Z是S元素；R2＋離子的3d軌道中有9個電子，則R是Cu元素；（1）基態Y原子的價電子排布圖是；Z是S元素，同一周期的元素，原子序數越大，元素的第一電離能就越大，所以第三周期的元素中第一電離能最大的主族元素是氯元素；（2）NO2－的中心原子N原子含有的孤對電子數是：，即N原子的價層電子對數是3，電子含有一對孤對電子，因此其離子的立體構型是V形；R2＋的水合離子[R（H2O）4]2+中，提供孤電子對的原子是O原子；（3）由于在N、F、H三種元素的電負性：F＞N＞H，所以在NH3中共用電子對偏向N，而在NF3中，共用電子對偏向F，偏離N原子，所以XH3易與R2+形成配離子，但XM3不易與R2+形成配離子；（4）根據晶胞結構、均攤法可知，在晶胞中含有Cu原子數是8×1/8+2×1/2+4×1/4+1=4，O原子數是4×1=4，因此二者之比為4∶4 = 1∶1，化學式為CuO；該晶體的晶胞是長方體，邊長分別是600pm、600pm、700pm，則該晶體的密度是；（5）在該分子中的四個N原子構成的是正四面體結構，若再分子內的空腔中能嵌入某離子或分子并形成4個氫鍵予以識別，則應該是含氫化物或離子，其微粒結構也應該是正四面體結構，在選項中的微粒中只有NH4+是正四面體結構，四個氫原子位于正四面體的四個頂點上，答案選C。