Question

14．X、Y、Z、W、U為原子序數依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三種元素位于第二周期且相鄰，W是非金屬元素，其中基態Y原子的2p軌道處于半充滿狀態，基態W原子的3p能級上有一個未成對電子．含U的化合物的焰色為紫色．試回答下列問題：
（1）Y的簡單氫化物分子式為NH₃，寫出W的價電子排布圖．
（2）X的一種氫化物的相對分子質量為28，其分子中σ鍵與π鍵的鍵數之比為5：1．
（3）向硫酸銅溶液中逐滴滴入Y的氫化物的水溶液至過量，用離子方程式表示該過程出現的現象變化（分步寫）：Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O．
（4）化合物甲由Z、U兩元素組成，其晶胞如圖所示．
①下列有關該晶體的說法中正確的是BC（選填選項字母）．
A．每個晶胞中含有14個U⁺和13個Z^2-
B．晶體中每個U⁺周圍距離U⁺最近的Z^2-有6個
C．該晶體屬于離子晶體
D．甲的化學式為U₂Z．
②甲的密度為ag•cm^-3，晶胞的體積是$\frac{284}{a{N}_{A}}$cm³（只要求列出計算式，阿伏加德羅常數用N_A表示）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、U為原子序數依次增大的前四周期元素，基態Y原子的2p軌道處于半充滿狀態，則外圍排布為2s²2p³，則Y為氮元素，X、Y、Z三種元素位于第二周期且相鄰，可知X為C元素，Z為O元素，基態W原子的3p能級上有一個未成對電子，且W為非金屬，應為Cl元素，含U的化合物的焰色為紫色，則U為鉀元素，以此解答該題．

解答 解：X、Y、Z、U為原子序數依次增大的前四周期元素，基態Y原子的2p軌道處于半充滿狀態，則外圍排布為2s²2p³，則Y為氮元素，X、Y、Z三種元素位于第二周期且相鄰，可知X為C元素，Z為O元素，基態W原子的3p能級上有一個未成對電子，且W為非金屬，應為Cl元素，含U的化合物的焰色為紫色，則U為鉀元素，
（1）Y為N元素，對應的簡單氫化物分子式為NH₃，W為Cl，對應的價電子排布圖為，故答案為：NH₃；；
（2）X為碳元素，一種氫化物的相對分子質量為28，該氫化物為C₂H₄，分子中含有1個C=C雙鍵、4個C-H，C=C雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，單鍵為σ鍵，故C₂H₄分子中σ鍵與π鍵的鍵數之比為5：1
故答案為：5：1；
（3）向硫酸銅溶液中逐滴滴入氨水溶液至過量，先生成氫氧化銅與硫酸銨，有藍色沉淀生成，繼續滴加過量的氨水，氫氧化銅與氨水反應生成四氨合銅絡離子，藍色沉淀消失，溶液呈深藍色，反應離子方程式為：Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案為：Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；
（4）①A．由圖可知晶胞中K原子數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，O原子數目為4×2×$\frac{1}{4}$+8×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{4}$=8，每個晶胞中含有4個K⁺和4O₂^-，故A錯誤；
B．由晶胞結構可知，晶體中每個K⁺周圍距離K⁺最近的O₂^-有6個，故B正確；
C．該晶體由K⁺和O₂^-構成，屬于離子晶體，故C正確；
D．化合物甲由Z、U兩元素組成，其晶胞如右圖所示．由晶胞結構可知，晶胞中K原子數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，O原子數目為4×2×$\frac{1}{4}$+8×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{4}$=8，故K原子與O原子數目之比為4：8=1：2，故甲的化學式為KO₂，故D錯誤．
故答案為：BC；
②晶胞的質量為$\frac{4×71}{{N}_{A}}$g，甲的密度為a g•cm^-3，則晶胞的體積是$\frac{\frac{4×71}{{N}_{A}}g}{ag/c{m}^{3}}$=$\frac{284}{a{N}_{A}}$cm³，
故答案為：$\frac{284}{a{N}_{A}}$．

點評 本題考查結構性質位置關系、化學鍵、晶胞結構與計算等，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，難度中等，推斷元素是解題關鍵，注意利用均攤法進行晶胞的計算．