Question

X、Y、Z、U為原子序數依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三種元素位于同一周期，其中基態Y原子的2p軌道處于半充滿狀態，Y和Z的單質可以通過分離液態空氣的方法大量制得，且XZ₂與Y₂Z互為等電子體。含U的化合物的焰色為紫色。試回答下列問題：
（1）U單質的原子堆積方式為__________________，Y的價電子排布式為__________________。
（2）化合物甲由Z、U兩元素組成，其晶胞如圖所示。

①甲的化學式為____________。
②下列有關該晶體的說法中正確的是________（選填選項字母）。
A．每個晶胞中含有14個U⁺ 和13個Z₂^-
B．晶體中每個U⁺ 周圍距離最近的U⁺ 有6個
C．該晶體屬于離子晶體
③甲的密度為a g·cm^-3，則晶胞的體積是_____________ m³（只要求列出計算式，阿伏加德羅常數的值用N_A表示）。

Answer 1

（8分）（1）體心立方堆積（1分）；2s²2p³ （1分） （2）①KO₂ （2分）； 
②C （2分，多選不得分）； ③ ×10^-6（或×10^-6或×10^-6）（2分）

試題分析：基態Y原子的2p軌道處于半充滿狀態，所以Y是氮元素。Y和Z的單質可以通過分離液態空氣的方法大量制得，因此Z是氧元素。且XZ₂與Y₂Z互為等電子體，這說明X應該是碳元素。含U的化合物的焰色為紫色，所以U是鉀元素。
（1）K單質的原子堆積方式為體心立方堆積。根據核外電子排布式可知，Y的價電子排布式為2s²2p³。
（2）①根據晶胞的結構可知，K離子的個數＝。陰離子個數＝個，其中陰離子是2個氧原子構成的，所以化學式是_KO2。
②每個晶胞中含有4個U⁺ 和4個Z₂^-，A不正確；晶體中每個U⁺ 周圍距離最近的U⁺ 有12個，B不正確；該晶體屬于離子晶體，C正確，答案選C。
③根據以上分析可知，甲的密度為a g·cm^-3，則晶胞的體積是，解得ρ＝。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題基礎性強，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的應試能力和邏輯推理能力。該題以“周期表中元素的推斷”為載體，比較全面考查學生有關元素推斷知識和靈活運用知識的能力。考查了學生對物質結構與性質關系以及運用元素周期律解決具體化學問題的能力。