Question

15．X、Y、Z、W、R為前四周期原予序數依次增大的五種元素，X、Y、Z、W為同一周期相鄰元素，Z元素原子核外電子的運動狀態共有8種；R元素與比它核電荷數大的另外．兩種元素位于第四周期同一族．
（l）X的一種核素用于鑒定文物年代，該核素的符號為${\;}_{6}^{14}$C．
（2）X、Y、Z、W四種元素第一電離能由大到小的順序為F、N、O、C（用元素符號表示）．
（3）用氫鍵表示式寫出W的氣態氫化物水溶液中不同種分子間存在的氫鍵F-H…O、O-H…F．
（4）R的基態原子的價層電子排布式為3d⁶4s²，R元素位于周期表的d區．
（5）R單質的晶體在不同溫度下有兩種原子堆積方式，晶胞分別如圖所示：

圖A中原子堆積方式為體心立方，A、B中R原子的配位數之比為2：3．A、B晶胞的棱長分別為a cm和b cm，則A、B兩種晶體的密度之比為b³：2a³．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、R為前四周期原予序數依次增大的五種元素，X、Y、Z、W為同一周期相鄰元素，X的一種核素用于鑒定文物年代，X為C，則Y為N，Z元素原子核外電子的運動狀態共有8種，即核外有8個電子，Z為O，W為F，R元素與比它核電荷數大的另外兩種元素位于第四周期同一族，即R為第ⅤⅢ族元素，為Fe由此分析解答．

解答 解：（1）X、Y、Z、W、R為前四周期原予序數依次增大的五種元素，X、Y、Z、W為同一周期相鄰元素，X的一種核素用于鑒定文物年代，X為C，則Y為N，Z元素原子核外電子的運動狀態共有8種，即核外有8個電子，Z為O，W為F，R元素與比它核電荷數大的另外兩種元素位于第四周期同一族，即R為第ⅤⅢ族元素，為Fe．
（1）X的一種核素用于鑒定文物年代，為質量數14的C原子，該原子是${\;}_{6}^{14}$C，故答案為：${\;}_{6}^{14}$C；
（2）同周期，從左向右第一電離能增大，但N原子最外層p電子半滿為穩定結構，第一電離能由大到小的順序為F、N、O、C，故答案為：F、N、O、C；
（3）F、O的電負性強，W的氣態氫化物水溶液中存在氫鍵，氫鍵為F-H…O、O-H…F，故答案為：F-H…O、O-H…F；
（4）R為Fe，原子序數為26，價層電子排布式為3d⁶4s²，位于d區，故答案為：3d⁶4s²；d；
（5）A中原子占據體心和頂點，為體心立方結構，原子數為1+8×$\frac{1}{8}$=2，B中占據頂點和面心，原子數為6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=5，體心立方配位數為8，面心立方配位數為12，所以A、B中R原子的配位數之比為2：3；A、B晶胞的棱長分別為a cm和b cm，體積分別為a³cm³、b³cm³，晶胞的密度等于晶胞中鐵原子的質量與體積的比為$\frac{\frac{2m}{{a}^{3}}}{\frac{4m}{^{3}}}$=$\frac{^{3}}{2{a}^{3}}$，
故答案為：體心立方；2：3；$\frac{^{3}}{2{a}^{3}}$．

點評 本題考查位置、結構、性質關系及應用，為高考常見題型，涉及元素周期表與元素周期律的綜合應用、晶胞計算，注意利用均攤法計算原子個數，體心立方配位數為8，面心立方配位數為12，注意實際原子數與配位數的差別，側重對學生分析能力的考查，注意把握原子半徑的遞變規律、化合價與位置關系，題目難度中等．