Question

【題目】原子序數小于36的X、Y、Z、W、Q、R六種元素，原子序數依次增大，X、Q能形成兩種液態化合物甲和乙，原子個數比分別為2∶1和1∶1，Y原子核外電子占據3個軌道，Z是形成化合物種類最多的元素，R基態原子的第一能層與第四能層填充的電子數相同，第二能層與第三能層填充的電子數相同。

Ⅰ．Z2X2是有機合成工業的一種原料。

（1）將Z2X2通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成紅棕色沉淀。Cu+基態核外電子排布式為_________________，比較NH3和[Cu(NH3)2]+中H-N-H鍵角的大小：NH3___[Cu(NH3)2]+（填“大于”或“小于”），并說明理由_________________

（2）Z2X2與XZW反應可得丙烯腈。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是_____________

（3）Y（OH）3是一元弱酸，其中Y原子因缺電子而易形成配位鍵，寫出Y（OH）3在水溶液中的電離方程式____________________________________

Ⅱ．工業上用RZ2與X2Q反應生成Z2X2。

（4）RZ2中的Z22-與Q22+互為等電子體，Q22+的電子式可表示為__________。

（5）工業制Z2X2的原料（RZ2、X2Q）以及產物（Z2X2）的沸點從高到低排序，其順序為___________（用化學式表示），其理由為_______________。

（6）RZ2晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似（如圖所示），但RZ2晶體中含有的啞鈴形Z22-的存在，使晶胞沿一個方向拉長，晶胞的邊長分別為a nm、a nm、b nm。RZ2晶體中，陽離子的配位數為____________， RZ2的密度___________g/cm3（用a、b表示）。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d10或[Ar] 3d10小于NH3與Cu+形成配位鍵，N-H鍵斥力減小，鍵角增大或NH3分子內存在孤電子對，孤電子對與共用電子對之間的斥力更大，所以NH3的鍵角更小sp雜化、sp2雜化B(OH)3+ H2O [B(OH)4]-+H+CaC2 H2O C2H2CaC2、H2O、C2H2分別屬于離子晶體、分子晶體、分子晶體，離子晶體的沸點高于分子晶體；H2O分子間存在氫鍵，作用力較大，故其沸點高于C2H2464×4/(a2b×10-21NA)(或者NA用6.02×1023表示)

【解析】

原子序數小于36的X、Y、Z、W、Q、R五種元素，原子序數依次增大，X、Q能形成兩種液態化合物甲和乙，原子個數比分別為2∶1和1∶1，則X是H元素、Q是O元素，甲是H2O、乙是H2O2；Y原子核外電子占據3個軌道，則Y為B；Z是形成化合物種類最多的元素，為C元素；R基態原子的第一能層與第四能層填充的電子數相同，第二能層與第三能層填充的電子數相同，則E是Ca元素。

（1）Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，Cu原子失去最外層1個電子生成Cu+，根據構造原理書寫Cu+核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar] 3d10；NH3與Cu+形成配位鍵，N-H鍵斥力減小，鍵角增大或NH3分子內存在孤電子對，孤電子對與共用電子對之間的斥力更大，所以NH3的鍵角更小；

（2）Z2X2是C2H2，Z2X2與XZW反應可得丙烯腈則 XZW為HCN，HCN分子中C原子價層電子對個數是2且不含孤電子對，所以C原子雜化類型sp雜化，丙烯腈分子中亞甲基C原子價層電子對個數是3，雜化類型是sp2雜化，剩余兩個C原子價層電子對個數是2，所以C原子雜化類型sp雜化；

（3）Y（OH）3是一元弱酸，其中Y原子因缺電子而易形成配位鍵，則Y（OH）3為B(OH)3

電離方程式為：B(OH)3+ H2O [B(OH)4]-+H+；

（4）CaC2中C22-與O22+互為等電子體,等電子體原子個數相同、電子數相同、結構相似，所以O22+的電子式為；

（5）Z2X2為C2H2、X2Q 為H2O、RZ2 為CaC2，CaC2、H2O、C2H2分別屬于離子晶體、分子晶體、分子晶體，離子晶體的沸點高于分子晶體；H2O分子間存在氫鍵，作用力較大，故其沸點高于C2H2 ，故沸點由高到低的順序為：CaC2 ＞H2O ＞C2H2；

（6）CaC2晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似(如圖所示),但CaC2晶體中含有的中啞鈴形C22-的存在，使晶胞沿一個方向拉長,晶胞的邊長分別為a nm、a nm、b nm, CaC2晶體中,陽離子的配位數為4,該晶胞中Ca2+個數 、C22-個數 ,其密度 。