Question

10．（1）原子序數小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是元素周期表中原子半徑最小的元素，Y原子基態時最外層電子數是其內層電子數的2倍，Z原子基態時2p原子軌道上有3個未成對的電子，W的原子序數為29．回答下列問題：
①Y₂X₂分子中Y原子軌道的雜化類型為sp雜化，1mol Y₂X₂含有σ鍵的數目為3mol或3×6.02×10²³個．
②元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體，元素Z的這種氧化物的分子式是N₂O．
（2）鐵元素能形成多種配合物，如：Fe（CO）_x
①基態Fe³⁺的M層電子排布式為3s²3p⁶3d⁵．
②配合物Fe（CO）_x的中心原子價電子數與配體提供電子數之和為18，則x=5．常溫下呈液態，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據此可判斷Fe（CO）_x晶體屬于分子晶體（填晶體類型）．
（3）O和Na形成的一種只含有離子鍵的離子化合物的晶胞結構如下圖，距一個陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點構成的幾何體為立方體．
（4）下列有關的說法正確的是BC．
A．第一電離能大小：S＞P＞Si            B．電負性順序：C＜N＜O＜F
C．因為晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔點低
D．SO₂與CO₂的化學性質類似，分子結構也都呈直線形，相同條件下SO₂的溶解度更大
E．分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分子晶體的熔沸點越高．

Answer 1

分析 （1）X是元素周期表中原子半徑最小的元素，則X為H元素；Y原子基態時最外層電子數是其內層電子數的2倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為4，故Y為C元素；Z原子基態時2p原子軌道上有3個未成對的電子，Z的核外電子排布式為1s²2s²2p³，則Z為N元素；W的原子序數為29，則W為Cu．
（2）①Fe原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Fe³⁺；
②Fe原子價電子數為8，CO為配體提供1對孤對電子；Fe（CO）_x晶體的熔沸點比較低，易溶于非極性溶劑，應屬于分子晶體；
（3）晶胞中白色球數目為8，黑色球數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，則白色球為鈉離子、黑色球為氧離子，氧離子周圍有8個鈉離子，形成立方體結構；
（4）A．同周期隨原子序數增大，元素第一電離能呈增大趨勢，P元素原子3p能級為半滿穩定狀態，第一電離能高于同周期相鄰元素的；
B．同周期自左而右電負性增大；
C．KCl、CaO均屬于離子晶體，離子電荷越大、離子半徑越小，晶格能越大，熔點越高；
D．SO₂分子中S原子孤電子對數=$\frac{6-2×2}{2}$=1，價層電子對數=2+1=3，為V形結構；
E．分子晶體中，分子間作用力越強，該分子晶體的熔沸點越高，與共價鍵的鍵能無關．

解答 解：（1）X是元素周期表中原子半徑最小的元素，則X為H元素；Y原子基態時最外層電子數是其內層電子數的2倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為4，故Y為C元素；Z原子基態時2p原子軌道上有3個未成對的電子，Z的核外電子排布式為1s²2s²2p³，則Z為N元素；W的原子序數為29，則W為Cu．
①Y₂X₂是為C₂H₂，碳氫原子之間形成σ鍵，碳碳三鍵中含有一個σ鍵，所以每個碳原子含有2個σ鍵，采取sp雜化，一個乙炔分子中含有3個σ鍵，所以1mol Y₂X₂含有σ鍵3mol或3×6.02×10²³個，
故答案為：sp雜化；3mol或3×6.02×10²³個；
②CO₂和N₂O的原子個數相等、價電子數相等，所以是等電子體，
故答案為：N₂O；
（2）①Fe原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Fe³⁺，基態Fe³⁺的M層電子排布式為3s²3p⁶3d⁵，
故答案為：3s²3p⁶3d⁵；
②Fe原子價電子數為8，CO為配體提供1對孤對電子，則8+2x=18，解得x=5；Fe（CO）_x晶體的熔沸點比較低，易溶于非極性溶劑，應屬于分子晶體，
故答案為：5；分子晶體；
（3）晶胞中白色球數目為8，黑色球數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，則白色球為鈉離子、黑色球為氧離子，氧離子周圍有8個鈉離子，形成立方體結構；
（4）A．同周期隨原子序數增大，元素第一電離能呈增大趨勢，P元素原子3p能級為半滿穩定狀態，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能大小：P＞S＞Si，故A錯誤；
B．同周期自左而右電負性增大，電負性順序：C＜N＜O＜F，故B正確；
C．KCl、CaO均屬于離子晶體，離子電荷越大、離子半徑越小，晶格能越大，晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔點低，故C正確；
D．SO₂分子中S原子孤電子對數=$\frac{6-2×2}{2}$=1，價層電子對數=2+1=3，為V形結構，屬于極性分子，水也是極性分子，相似相溶，二氧化硫的溶解性比二氧化碳的大，故D錯誤；
E．分子晶體中，分子間作用力越強，該分子晶體的熔沸點越高，與共價鍵的鍵能無關，故E錯誤
故選：BC．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及核外電子排布、化學鍵、配合物、晶胞計算、晶體類型與性質、電離能、電負性等，是對物質結構主干知識的考查，需要顯示具備扎實的基礎，難度中等．