Question

【化學——選修3：物質結構與性質】（15分）
已知X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于48。X的一種1∶2型氫化物分子中既有σ鍵又有π鍵，所有原子共平面。Z是金屬元素，Z的單質和化合物有廣泛的用途。已知Z的核電荷數小于28，且次外層有2個未成對電子。工業上利用ZO₂和碳酸鋇在熔融狀態下制取化合物M（M可看做一種含氧酸鹽）。經X射線分析，M晶體的最小重復單元為正方體（如上圖），頂點位置為Z⁴⁺所占，體心位置為Ba²⁺所占，所有棱心位置為O^2–所占。

（1）Y²⁺的結構示意圖________________；Z的價層電子排布式為____________。
（2）X在該氫化物中以_____________方式雜化；X和Y形成的化合物YX₂的電子式為_____________________。
（3）①制備M的化學反應方程式是______________________________________；
②在M晶體中，若將Z⁴⁺置于立方體的體心，Ba²⁺置于立方體的頂點，則O^2–處于立方體的_______________；
③已知O^2–半徑為1.4×10^–10 m，Z⁴⁺的半徑為6.15×10^–11m，阿佛加德羅常數為N_A，則M的密度為_______________g·cm^–3。（不必化簡）

Answer 1

（第(3)③3分,其它每空2分,共15分）
（1）   3d²4s²               （2）sp²  
（3）① TiO₂ + BaCO₃ = BaTiO₃ + CO₂↑  ②面心 ③

由X的一種1∶2型氫化物分子中既有σ鍵又有π鍵，所有原子共平面。得X為碳，再由Z是金屬元素，Z的單質和化合物有廣泛的用途。已知Z的核電荷數小于28，且次外層有2個未成對電子。Z為22號鈦，1s²2s²2p⁶3d²4s₂，Y為48-6-22=20，鈣。
（1）   3d²4s²               （2）sp²  
（3）① TiO₂ + BaCO₃ = BaTiO₃ + CO₂↑  ②面心
③由均攤法化學式為：BaTiO₃,137＋48＋48=233,立方體的邊長為（1.4×10^–10 m+6.15×10^–11m）×2=m=4.03×10^-8cm, g·cm^–3