Question

15．X、Y、Z三元素的原子序數依次增大，三原子的核外最外層電子排布均為4s¹．
（1）X元素組成的單質的晶體堆積模型為b（填代號）．
a．簡單立方堆積       
b．體心立方堆積
c．六方最密堆積       
d．面心立方最密堆積
（2）Y元素在其化合物中最高化合價為+6；YO₂Cl₂常溫下為深紅色液體，能與CCl₄、CS₂等互溶，據此可判斷YO₂Cl₂是非極性（填“極性”或“非極性”）分子．
（3）ZCl微溶于水，但能溶解在氯化鉀的濃溶液中，原因是Cu⁺和Cl^-間通過配位鍵形成的配離子易溶于水．
（4）ZCl的晶胞結構如圖所示，已知晶胞邊長為a pm，密度為ρ g/cm³，則阿伏加德羅常數可表示為$\frac{4×99.5}{ρ（a×1{0}^{-10}）^{3}}$/mol（列式表示）．
（5）已知ZnS的晶體結構與ZCl相似，下表列出了離子半徑和熔點數據，解釋ZnS和ZCl的熔點差異的主要原因ZnS和CuCl結構相似，Zn²⁺和Cu⁺、S^2-和Cl^-的半徑相差不大，Zn²⁺、S^2-比Cu⁺、Cl^-帶的電荷數多，所以ZnS的晶格能比CuCl大，ZnS的熔點比CuCl高．

r（Zn2+）	r（Z+）	r（S2-）	r（Cl-）	熔點
				ZnS	ZCl
74pm	77pm	184pm	181pm	1700℃	430℃

Answer 1

分析 X、Y、Z三元素的原子序數依次增大，三原子的核外最外層電子排布均為4s¹，X是K元素、Y是Cr元素、Z是Cu元素，
（1）X是K元素，其單質屬于體心立方最密堆積；      
（2）Y是Cr元素，其價電子數是6，所以其最高正化合價為+6價；根據相似相溶原理判斷該分子類型；
（3）Cu⁺和Cl^-間易形成配離子，該配離子易溶于水；
（4）該晶胞中Cu離子個數=4、Cl離子個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞邊長=apm=a×10^-10 cm，晶胞體積=（a×10^-10cm）³，阿伏伽德羅常數=$\frac{4M}{ρV}$；
（5）ZnS和CuCl結構相似，這兩種物質都是離子晶體，離子晶體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．

解答 解：X、Y、Z三元素的原子序數依次增大，三原子的核外最外層電子排布均為4s¹，X是K元素、Y是Cr元素、Z是Cu元素，
（1）X是K元素，其單質屬于體心立方最密堆積，故選b；      
（2）Y是Cr元素，其價電子數是6，其價電子易失電子，所以其最高正化合價為+6價；根據相似相溶原理知，非極性分子的溶質極易溶于非極性分子的溶劑，YO₂Cl₂能與CCl₄、CS₂等互溶，CCl₄、CS₂都是非極性分子，所以YO₂Cl₂為非極性分子，故答案為：+6；非極性；
（3）亞銅離子中含有空軌道、氯離子中含有孤電子對，所以Cu⁺和Cl^-間易形成配離子，該配離子易溶于水，所以CuCl微溶于水，但能溶解在氯化鉀的濃溶液中，
故答案為：Cu⁺和Cl^-間通過配位鍵形成的配離子易溶于水；
（4）該晶胞中Cu離子個數=4、Cl離子個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞邊長=apm=a×10^-10 cm，晶胞體積=（a×10^-10cm）³，阿伏伽德羅常數=$\frac{4M}{ρV}$=$\frac{4×99.5}{ρ（a×1{0}^{-10}）^{3}}$/mol，
故答案為：$\frac{4×99.5}{ρ（a×1{0}^{-10}）^{3}}$/mol；
（5）ZnS和CuCl結構相似，Zn²⁺和Cu⁺、S^2-和Cl^-的半徑相差不大，Zn²⁺、S^2- 比Cu⁺、Cl^-帶的電荷數多，所以ZnS的晶格能比CuCl大，ZnS的熔點比CuCl高，
故答案為：ZnS和CuCl結構相似，Zn²⁺和Cu⁺、S^2-和Cl^-的半徑相差不大，Zn²⁺、S^2- 比Cu⁺、Cl^-帶的電荷數多，所以ZnS的晶格能比CuCl大，ZnS的熔點比CuCl高．

點評 本題考查物質結構和性質，涉及晶胞計算、離子晶體熔沸點影響因素、相似相溶原理等知識點，這些都是高頻考點，難點是晶胞計算，注意晶格能大小影響因素，題目難度不大．