Question

[化學(xué)—選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]（15分）

    主要元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)一次增大，W的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍。X、Y和Z分屬不同的周期，他們的原子序數(shù)之和是W原子序數(shù)的5倍。在由元素W、X、Y、Z組成的所有可能的二組分化合物中，由元素W與Y形成的化合物M的熔點(diǎn)最高。請回答下列問題：

（1）W元素原子的L層電子排布式為          ，W₃分子的空間構(gòu)型為         ；

（2）X單質(zhì)與水發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為                               ；

（3）化合物M的化學(xué)式為        ，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同，而熔點(diǎn)高于NaCl。M熔點(diǎn)較高的原因是        。將一定量的化合物ZX負(fù)載在M上可制得ZX/M催化劑，用于催化碳酸二甲酯與月桂醇酯交換合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的雜化方式有          ，O—C—O的鍵角約為         ；

（4）X、Y、Z可形成立方晶體結(jié)構(gòu)的化合物，其晶胞中X占據(jù)所有棱的中心，Y位于頂角，Z處于體心位置，則該晶體的組成為X︰Y︰Z=         ；

（5）含有元素Z的鹽的焰色反應(yīng)為         色。許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng)，其原因是                                                                        。

 

Answer 1

（1）2s²2p⁴ V形

（2） 2F₂ +2 H₂O =4 HF+ O₂

（3）MgO  晶格能大  sp³、sp²  120°

（4）3:1:1

（5）紫  激發(fā)態(tài)電子從能量高的軌道躍遷到能量低的軌道時(shí)，以一定波長（可見光區(qū)域）光的形式釋放能量。

解析:本題主要結(jié)合元素推斷考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等知識的綜合應(yīng)用。由W原子最外層電子數(shù)是次外層的3倍，可確定W是O元素，結(jié)合X、Y、Z分別在不同周期、原子序數(shù)關(guān)系和題中信息可確定三者分別為F、Mg和K。（1）O原子L層排有6個(gè)電子，其排布式為2s²2p⁴，由價(jià)層電子對互斥模型可確定O₃是V形結(jié)構(gòu)。MgO的熔點(diǎn)之所以高于NaCl，是因?yàn)槠渚Ц衲茌^大的緣故。碳酸二甲酯（CH₃OCOOCH₃）兩端碳原子采取sp³雜化，中間碳原子采取sp²雜化，且O—C—O的鍵角為120°。利用均攤法可以算出立方晶體結(jié)構(gòu)中X：Y：Z=1/4×12：1/8×8：1=3：1：1。

方法提煉：可以借助題中信息推斷各元素，如根據(jù)（5）中Z有焰色，且原子序數(shù)最大，可聯(lián)想Z為K，則X、Y分別為第二、三周期元素，即X只能為F，根據(jù)三者原子序數(shù)之和為40，可確定Y為Mg，將這些元素代入題中檢驗(yàn)，符合題意。據(jù)此可以分析作答。