Question

【題目】【化學——選修3：物質結構與性質】

已知X、Y、Z、R、Q為周期表中原子序數依次增大的前36號元素。相關信息如下：

X元素是宇宙中最豐富的元素

Y元素基態原子的核外p電子數比s電子數少1

Z元素被譽為“太空金屬”，也有“生物金屬”之稱，其基態原子次外層有2個未成對電子

R元素在元素周期表的第十一列

Q元素在周期表里與R元素在同一個分區

請回答下列問題：

（1）YX3中心原子的雜化軌道類型是 ，離子化合物YX5的電子式是 。

（2）CO與Y2屬于等電子體，1 個CO分子中含有的π鍵數目是 個。

（3）工業上利用ZO2和碳酸鋇在熔融狀態下制取化合物A（A可看做

一種含氧酸鹽）。A晶體的晶胞為正方體（如右圖）。

①制備A的化學反應方程式是 ；

②在A晶體中，Z的配位數為 ；

③在A晶體中，若將Z元素置于立方體的體心，Ba元素置于立方體的頂點，則O元素處于立方體的 。

（4）R2+離子的外圍電子層電子排布式為 。R2O的熔點比R2S的 （填“高”或“低”）。

（5）Q元素和硫（S）元素能夠形成化合物B。B晶體的晶胞為正方體（如右圖），若晶胞棱長為540.0 pm，則晶胞密度為 g·cm—3（列式并計算）。

Answer 1

【答案】（1）sp3雜化，

（2）2

（3）①TiO2+BaCO3＝ BaTiO3+CO2↑②6 ③面心

（4）3d9高

（5）

【解析】試題分析：根據題給信息推斷X為氫元素，Y為氮元素，Z為鈦元素，R為銅元素，Q為鋅元素。

（1）NH3分子中含有3個鍵，氮原子有1對孤對電子，中心原子的雜化軌道類型是sp3，離子化合物NH5的電子式是。

（2）N2的結構式為N≡N，兩個成鍵原子間有且只有1個鍵，CO與N2屬于等電子體，故1 個CO分子中含有的π鍵數目是2個。

（3）①根據A的晶胞結構利用切割法計算，1個晶胞中含鋇數目為1，含鈦數目為8×1/8=1，含氧數目為12×1/4=3，A的化學式為BaTiO3。TiO2和碳酸鋇在熔融狀態下反應生成BaTiO3和二氧化碳，化學方程式為TiO2+BaCO3＝ BaTiO3+CO2↑；②在A晶體中，Ti的配位數為6（上、下、前、后、左、右均與O直接相連）；③在A晶體中，若將Z元素置于立方體的體心，Ba元素置于立方體的頂點，則O元素處于立方體的面心。

（4）R為銅元素，原子序數為29，根據構造原理判斷Cu2+離子的外圍電子層電子排布式為3d9。Cu2O和Cu2S為結構相似的離子晶體，離子所帶的電荷相同，氧離子半徑小于硫離子半徑，氧化亞銅的晶格能大于硫化亞銅的晶格能，故Cu2O的熔點比Cu2S的高。

（5）ZnS晶胞中含硫原子數目為8×1/8+6×1/2=4，含鋅原子數目為4，則1mol晶胞的質量為4×（65+32）g，晶胞為正方體，若晶胞棱長為540.0 pm，則晶胞密度為g·cm—3。