Question

【題目】【化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

已知X、Y、Z、R、Q為周期表中原子序數(shù)依次增大的前36號(hào)元素。相關(guān)信息如下：

X元素是宇宙中最豐富的元素

Y元素基態(tài)原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1

Z元素被譽(yù)為“太空金屬”，也有“生物金屬”之稱，其基態(tài)原子次外層有2個(gè)未成對(duì)電子

R元素在元素周期表的第十一列

Q元素在周期表里與R元素在同一個(gè)分區(qū)

請回答下列問題：

（1）YX3中心原子的雜化軌道類型是 ，離子化合物YX5的電子式是 。

（2）CO與Y2屬于等電子體，1 個(gè)CO分子中含有的π鍵數(shù)目是 個(gè)。

（3）工業(yè)上利用ZO2和碳酸鋇在熔融狀態(tài)下制取化合物A（A可看做

一種含氧酸鹽）。A晶體的晶胞為正方體（如右圖）。

①制備A的化學(xué)反應(yīng)方程式是 ；

②在A晶體中，Z的配位數(shù)為 ；

③在A晶體中，若將Z元素置于立方體的體心，Ba元素置于立方體的頂點(diǎn)，則O元素處于立方體的 。

（4）R2+離子的外圍電子層電子排布式為 。R2O的熔點(diǎn)比R2S的 （填“高”或“低”）。

（5）Q元素和硫（S）元素能夠形成化合物B。B晶體的晶胞為正方體（如右圖），若晶胞棱長為540.0 pm，則晶胞密度為 g·cm—3（列式并計(jì)算）。

Answer 1

【答案】（1）sp3雜化，

（2）2

（3）①TiO2+BaCO3＝ BaTiO3+CO2↑②6 ③面心

（4）3d9高

（5）

【解析】試題分析：根據(jù)題給信息推斷X為氫元素，Y為氮元素，Z為鈦元素，R為銅元素，Q為鋅元素。

（1）NH3分子中含有3個(gè)鍵，氮原子有1對(duì)孤對(duì)電子，中心原子的雜化軌道類型是sp3，離子化合物NH5的電子式是。

（2）N2的結(jié)構(gòu)式為N≡N，兩個(gè)成鍵原子間有且只有1個(gè)鍵，CO與N2屬于等電子體，故1 個(gè)CO分子中含有的π鍵數(shù)目是2個(gè)。

（3）①根據(jù)A的晶胞結(jié)構(gòu)利用切割法計(jì)算，1個(gè)晶胞中含鋇數(shù)目為1，含鈦數(shù)目為8×1/8=1，含氧數(shù)目為12×1/4=3，A的化學(xué)式為BaTiO3。TiO2和碳酸鋇在熔融狀態(tài)下反應(yīng)生成BaTiO3和二氧化碳，化學(xué)方程式為TiO2+BaCO3＝ BaTiO3+CO2↑；②在A晶體中，Ti的配位數(shù)為6（上、下、前、后、左、右均與O直接相連）；③在A晶體中，若將Z元素置于立方體的體心，Ba元素置于立方體的頂點(diǎn)，則O元素處于立方體的面心。

（4）R為銅元素，原子序數(shù)為29，根據(jù)構(gòu)造原理判斷Cu2+離子的外圍電子層電子排布式為3d9。Cu2O和Cu2S為結(jié)構(gòu)相似的離子晶體，離子所帶的電荷相同，氧離子半徑小于硫離子半徑，氧化亞銅的晶格能大于硫化亞銅的晶格能，故Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的高。

（5）ZnS晶胞中含硫原子數(shù)目為8×1/8+6×1/2=4，含鋅原子數(shù)目為4，則1mol晶胞的質(zhì)量為4×（65+32）g，晶胞為正方體，若晶胞棱長為540.0 pm，則晶胞密度為g·cm—3。