Question

[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]（15分）

已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于48。X的一種1:1型常見氣態(tài)氫化物分子中既有σ鍵又有π鍵。Z是金屬元素，Z的單質(zhì)和化合物有廣泛的用途。已知Z的核電荷數(shù)小于28，且次外層有2個(gè)未成對(duì)電子。工業(yè)上利用ZO2和碳酸鋇在熔融狀態(tài)下制取化合物M（M可看做一種含氧酸鹽）。M有顯著的“壓電性能”，應(yīng)用于超聲波的發(fā)生裝置。經(jīng)X射線分析，M晶體的最小重復(fù)單位為正方體（如右圖），頂點(diǎn)位置為Z4＋所占，體心位置為Ba2＋所占，所有棱心位置為O2-所占。

（1）Y在周期表中位于______________；Z4＋的核外電子排布式為______________；

（2）X的該種氫化物分子構(gòu)型為___________，X在該氫化物中以___________方式雜化。X和Y形成的化合物的熔點(diǎn)應(yīng)該_____（填“高于”或 “低于”）X的該氫化物的熔點(diǎn)。

（3）①制備M的化學(xué)反應(yīng)方程式是________________________________________；

②在M晶體中，若將Z4＋置于立方體的體心，Ba2＋置于立方體的頂點(diǎn)，則O2－處于立方體的______；

③在M晶體中，Z4＋的氧配位數(shù)為________；

 

Answer 1

⑴第四周期 第ⅡA族；1s22s22p63s23p6；⑵直線形；sp；高于；⑶①TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2↑②面心；③6

【解析】

試題分析：根據(jù)題意可知：X是C，X的一種1:1型常見既有σ鍵又有π鍵氣態(tài)氫化物分子是C2H2.Y是Ca；Z是Ti。（1）Ca在周期表中位于第四周期 第ⅡA族；Z4＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p6；（2）X的該種氫化物分子C2H2構(gòu)型為直線形；C在該氫化物中以sp方式雜化。X和Y形成的化合物CaC2是離子化合物，而C2H2的則是有分子構(gòu)成的分子晶體。由于在離子化合物中離子間以離子鍵結(jié)合，而后者則是有分子通過分子間作用力結(jié)合的所以熔點(diǎn)CaC2應(yīng)該高；（3）①制備M的化學(xué)反應(yīng)方程式是TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2↑；②根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)可知，在M晶體中，含Ba:1；含有Ti:8×1/8=1；含有O：12×1/4=3.所以該晶體的化學(xué)式是BaTiO3。在BaTiO3晶體中，若將Ti4+置于立方體的體心，Ba2+置于立方體的頂點(diǎn)，則O2-只能處于立方體的面心，③在M晶體中，由晶胞可知，每個(gè)Ti4+周圍有6個(gè)O2-，所以Ti4+的氧配位數(shù)為為6，所以Ti4＋的氧配位數(shù)為6個(gè)。

考點(diǎn)：考查元素的推斷、原子的雜化方式、化學(xué)鍵的類型、熔沸點(diǎn)的比較及晶體結(jié)構(gòu)的知識(shí)。