Question

【題目】X、Y、Z、R、W均為元素周期表中前四周期的元素，其原子序數依次增大；X2-和Y+有相同的核外電子排布；Z的氫化物的沸點比其上一周期同族元素氫化物的沸點低；R的基態原子在前四周期元素的基態原子中單電子最多；W為金屬元素，X與W形成的某種化合物與Z的氫化物的濃溶液加熱時反應可用于實驗室制取Z的氣態單質。回答下列問題（相關問題均用元素符號或化學式表示）：

(1)R的基態原子的核外電子排布式是_____________________。

(2)Z的氫化物的沸點比其上一周期同族元素氫化物的沸點低的原因是_______________。

(3)X與Z中電負性較大的是_________；Z的某種含氧酸鹽常用于實驗室中X單質的制取，此酸根離子的空間構型是__________，此離子中含有的化學鍵類型是__________；X—Z—X的鍵角______109°28'（填“>”“<”或“=”）

(4)X與Y形成的化合物Y2X的晶胞如圖。其中X離子的配位數為_______，以距離一個X離子最近的所有Y離子為頂點構成的幾何體為________。該化合物與MgO相比，熔點較高的是____________。

(5)已知該化合物的晶胞邊長為a pm，則該化合物的密度為_________g/cm3。（列算式，不必計算出數值，阿伏伽德羅常數的數值為NA）

Answer 1

【答案】[Ar]3d54s1HF分子間形成氫鍵，HCl分子間不存在氫鍵O三角錐形共價鍵<8正方體MgO

【解析】

X、Y、Z、R、W均為周期表中前四周期的元素，其原子序數依次增大；X2-和Y+有相同的核外電子排布，則X在Y上一周期，且X位于第VIA族、Y位于第IA族；Z的氫化物的沸點比其上一周期同族元素氫化物的沸點低，則Z氫化物中不含氫鍵，其上一周期同一主族元素氫化物有氫鍵；R的基態原子在前四周期元素的基態原子中單電子數最多，則R為Cr元素；X位于第二周期，為O元素；Y、Z位于第三周期，Y為Na元素；W為金屬元素，X與W形成的某種化合物與Z的氫化物的濃溶液加熱時反應可用于實驗室制取Z的氣態單質，實驗室用濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣，所以W為Mn元素，Z為Cl元素。

根據上述分析，X為O元素、Y為Na元素、Z為Cl元素、R為Cr元素、W為Mn元素。

(1)R為Cr元素，其原子核外有24個電子，根據構造原理書寫R的基態原子的核外電子排布式為[Ar]3d54s1，故答案為：[Ar]3d54s1；

(2)Z為Cl元素，氫化物的熔沸點與相對分子質量成正比，但含有氫鍵的氫化物熔沸點較高，HCl中不含氫鍵而HF中含有氫鍵，所以HF熔沸點高于HCl，故答案為：HF分子間存在氫鍵、HCl分子間不存在氫鍵；

(3)X是O、Z是Cl，X與Z中電負性較大的是O；

Z的某種含氧酸鹽常用于實驗室中X的單質的制取，實驗室用氯酸鉀制取氧氣，ClO3-中中心原子價層電子對個數=3+=4且含有一個孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷此酸根離子的空間構型為三角錐形；此離子中含有的化學鍵類型是共價鍵；孤電子對和成鍵電子對之間的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，所以其鍵角小于109°28′，故答案為：O；三角錐形；共價鍵；＜；

(4)O與Na形成的化合物Na2O，根據晶胞結構可知，黑球為鈉離子(Y)，白球為氧離子(X)，則該晶胞中氧離子的配位數為8；以距離一個氧離子最近的所有鈉離子為頂點構成的幾何體為正方體；離子化合物中，化合物的熔沸點與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比、與電荷成正比，鈉離子半徑大于鎂離子，而電荷小于鎂離子，所以氧化鈉熔沸點低于MgO，故答案為：8；正方體；MgO；

(5)該化合物的晶胞邊長為apm，其體積=(a×10-10 cm )3，該晶胞中鈉離子個數為8、氧離子個數=8×+6×=4，則該化合物的密度為=gcm-3，故答案為：。