【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1∶2型氢化物分子中既有σ键又有π键，所有原子共平面。Z是金属

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【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）
已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1∶2型氢化物分子中既有σ键又有π键，所有原子共平面。Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。工业上利用ZO₂和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M（M可看做一种含氧酸盐）。经X射线分析，M晶体的最小重复单元为正方体（如上图），顶点位置为Z⁴⁺所占，体心位置为Ba²⁺所占，所有棱心位置为O^2–所占。

（1）Y²⁺的结构示意图________________；Z的价层电子排布式为____________。
（2）X在该氢化物中以_____________方式杂化；X和Y形成的化合物YX₂的电子式为_____________________。
（3）①制备M的化学反应方程式是______________________________________；
②在M晶体中，若将Z⁴⁺置于立方体的体心，Ba²⁺置于立方体的顶点，则O^2–处于立方体的_______________；
③已知O^2–半径为1.4×10^–10 m，Z⁴⁺的半径为6.15×10^–11m，阿佛加德罗常数为N_A，则M的密度为_______________g·cm^–3。（不必化简）

答案

（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

解析

由X的一种1∶2型氢化物分子中既有σ键又有π键，所有原子共平面。得X为碳，再由Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。Z为22号钛，1s²2s²2p⁶3d²4s₂，Y为48-6-22=20，钙。
（1）   3d²4s²               （2）sp²  
（3）① TiO₂ + BaCO₃ = BaTiO₃ + CO₂↑  ②面心
③由均摊法化学式为：BaTiO₃,137＋48＋48=233,立方体的边长为（1.4×10^–10 m+6.15×10^–11m）×2=m=4.03×10^-8cm, g·cm^–3