Question

【題目】[化學——選修3：物質結構與性質]

W、X、Y、Z為前四周期元素，且原子序數依次增大。已知W基態原子中，電子占據的最高能層符號為L，最高能級上只有兩個自旋方向相同的電子，X核外電子共有15種運動狀態，Y為短周期元素、最高正價為+7，Z與Y能形成兩種常見的化合物ZY2，ZY3。回答下列問題：

（1）Z3＋的核外電子排布式為 ，X、Y、Z三種元素第一電離能由大到小的順序為 （用具體的元素符號填寫）。

（2）XY3分子的空間構型是___________，其中心原子采取_______雜化。

（3）WY4屬于_________分子（填極性或非極性），與WY4互為等電子體的一種離子是________（用離子符號填寫）。

（4）已知ZY3的沸點：319℃，熔點：306℃，則ZY3的晶體類型為 ，W與氫元素能形成WnH2n+2（n為正整數）的一系列物質，這一系列物質沸點的變化規律是 。

（5）已知Z的單質有如圖所示的兩種常見堆積方式：其中屬于面心立方最密堆積的是 （填a或b）；若單質Z按b方式緊密堆積，原子半徑為rcm，NA表示阿伏加德羅常數的值，則單質Z的密度 g/cm3（列出算式即可）。

Answer 1

【答案】

（1）[Ar]3d5（2分） Cl＞P＞Fe（2分）

（2）三角錐形（1分） sp3（1分）

（3）非極性（1分） SO42－或PO43－（2分）

（4）分子晶體（1分） 相對分子質量越大，分子間作用力越強，則沸點越高（2分）

（5）a（1分） （2分）

【解析】

試題分析：W、X、Y、Z為前四周期元素，且原子序數依次增大。W基態原子中，電子占據的最高能層符號為L，最高能級上只有兩個自旋方向相同的電子，說明2p軌道電子數為2，應為C元素。X核外電子共有15種運動狀態，應為P元素。Y為短周期元素、最高正價為+7，應為Cl元素。Z與Y能形成兩種常見的化合物ZY2，ZY3，說明Z有+2價、+3價兩種不同的價態，為Fe元素。

（1）Fe3＋的核外電子排布式為[Ar]3d5；非金屬性越強，第一電離能越大，則P、Cl、Fe三種元素第一電離能由大到小的順序為Cl＞P＞Fe。

（2）PCl3含有的價層電子對數＝3＋（5－1×3）/2＝4，因此空間構型為三角錐形，其中心原子采取sp3雜化。

（3）CCl4屬于正四面體型結構，是非極性分子。原子數和價電子數分別都相等的是等電子體，與CCl4互為等電子體的一種離子是SO42－或PO43－。

（4）已知FeCl3的沸點：319℃，熔點：306℃，沸點較低，則FeCl3的晶體類型為分子晶體；C與氫元素能形成CnH2n+2（n為正整數）的一系列物質，為烷烴，晶體類型為分子晶體，相對分子質量越大，分子間作用力越強，則沸點越高。

（5）由晶胞示意圖可知，a為面心立方最密堆積，b為體心立方堆積，鐵位于頂點和體心，則一個晶胞中Fe的個數為1+8×1/8＝2，一個晶胞的質量為；體心結構中，體對角線長為4rcm，晶胞邊長為，晶胞的體積為（）3cm3，故密度為。