元素X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。(

元素X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。(

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元素X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。
(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。

①在1个晶胞中,X离子的数目为     
②该化合物的化学式为         。若其晶胞边长为540.0pm,则密度为                       ,X与最近的Y之间的距离为                 
(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化类型是       
(3)Y 与Z 可形成YZ42
①YZ42的空间构型为          (用文字描述)。
②写出一种与YZ42互为等电子体的分子的化学式:         
(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为   
答案
(1)①4 ②ZnS ;4.1g/cm3  (2)sp3
(3)①正四面体 ②CCl4或SiCl4等 (4)16NA或16×6. 02×1023
解析

试题分析:元素X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2,所以X是Zn。元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子,则Y应该是S元素。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍,则Z是氧元素。
(1)①根据晶胞结构冰依据均摊法可知,在1个晶胞中,X离子的数目为个。
②同样计算可知,含有Y的数目也4个,所以该化合物的化学式为ZnS。根据晶胞的结构可知,若其晶胞边长为540.0pm,则密度=。根据晶胞的结构可知,S原子周围的4个锌原子构成正四面体型结构,则X与最近的Y之间的距离为
(2)H2S是V形结构,则S原子是sp3杂化。
(3)①在SO42中中心原子S原子含有的孤对电子对数=(6+2-4×2)÷2=0,所以YZ42的空间构型为正四面体。
②原子数和价电子数分别都相等的是等电子体,则和SO42互为等电子体的可以是CCl4或SiCl4等。
(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,由于1个氨气分子中含有3个σ键,另外又形成形成4个配位健,则含有的σ键数目是3×4+4=16,所以1mol该配合物中含有σ键的数目为16NA或16×6. 02×1023
点评:该题是中等难度试题的考查,也是高考中的常见题型。试题综合性强,贴近高考,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生的应试能力和逻辑推理能力以及空间的想象能力。有助于提升学生的学科素养,提高学生的应试能力。该题的难点是晶体的有关计算,所以熟练掌握好均摊法。
举一反三
[化学—物质结构与性质]
(1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照下图B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。

(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到:4NH3+3F2NF3+3NH4F
①上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_________(填序号)。
a.离子晶体 b.分子晶体 c.原子晶体 d.金属晶体
②基态铜原子的核外电子排布式为________。
(3)BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q,Q在一定条件下可转化为R:

①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及___________(填序号)。
a.离子键  b.共价键  c.配位键 d.金属键 e.氢键 f.范德华力
②R中阳离子的空间构型为_______,阴离子的中心原子轨道采用_______杂化。
(4)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1 ×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)_______Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是__________。
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“物质结构与性质”模块(10分)
请回答下列问题:
(1)N、AI、Si、Zn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:

(2)则该元素是_____(填写元素符号)。Zn原子的电子排布式是____。Ce的最高价氯化物分子式是_ _____。该元素可能的性质或应用有_____。
A.是一种活泼的金属元素
B.其电负性大于硫
C.其单质可作为半导体材料
D.其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点
关于化合物   ,下列叙述正确的有      ⑤    。
A.分子间可形成氢键
B.分子中既有极性键又有非极性键
C.分子中有7个键和1个
D.该分子在水中的溶解度大于2-丁烯
(4)NaF的熔点   ⑥   的熔点(填>、<或=),其原因是    ⑦
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根据所学知识,回答以下问题:
(1)Ni(CO)4是无色液体,沸点42.1℃,熔点-19.3℃,难溶于水,易溶于有机溶剂推测Ni(CO)4是____________分子(填“极性”或“非极性”)。
(2)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。
①N2H4的结构式为          ;NH4+的空间构型是          
②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g) △H=-1038.7 kJ·mol-1若该反应中有259.7kJ能量释放时,则形成的π键有______mol。
(3)硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示:则Xm的化学式为            ,硼原子轨道的杂化类型有          杂化,原子3的轨道杂化类型为     杂化,Na+与Xm之间的作用力是      

(4)BN晶体,具有熔沸点高,耐磨擦和较高的硬度等性质。则BN的晶体类型是          ,N的价层电子的电子排布图为            
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已知:A、B、C、D四种短周期元素,其化合价最高正价数依次为1、4、5、7,已知B原子的核外次外层电子数为2。A、C原子的核外次外层电子数为8。D元素的最高价氧化物对应的水化物是已知含氧酸中酸性最强的酸。试回答下列有关的问题:
(1)写出C元素原子的价电子轨道表达式       ;D元素的价电子排布式        
(2)已知B元素与氢元素形成的气态化合物在标准状况下的密度为1.161g·L-1,则在该化合物的分子中B原子的杂化方式为          
(3)已知C、D两种元素形成的化合物通常有CD3、CD5两种。这两种化合物中一种为非极性分子,一种为极性分子,则属于极性分子的化合物的化学式是          
(4)由B元素形成具有正四面体结构的晶体和由C元素形成具有正四面体结构的晶体相比,熔点较高的晶体是        (填写晶体的名称)。
(5)由A、D两元素形成的化合物组成的晶体中,阴、阳离子都具有或近似具有球型对称结构,它们都可以看作刚性圆球,并彼此“相切”。如下图所示为A、D形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图:

a=5.6×10-8cm,则该晶体的密度为              g·cm-3(精确到小数点后1位)。
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下表是Na、Mg、Si、S、Br五种元素的单质的沸点,其中b、e均是热和电的良导体。
单质
a
b
c
d
e
沸点(℃)
58.8
882.9
444.7
2 355
1 107
(1) a的元素在元素周期表中的位置为________。
(2) 写出d的元素原子的电子式________;其最高价氧化物形成的晶体为________晶体(填类型),溶于强碱的离子方程式为________________________________________。
(3) c与氢形成的分子X的空间构型为________;写出X的水溶液与足量b元素的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式___________________________________。
(4) 上述元素所能形成的简单离子中半径最小的是________(填离子符号),最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(填分子式),e元素与N元素形成化合物的电子式为____________________________。
(5) b元素与氯元素形成的化合物Y的晶体中,1个晶胞内含有的基本微粒及个数是________。
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