Question

已知：X、Y、Z為短周期元素，X、Y同周期，X和Z同主族，Y原子基態(tài)時的2p軌道上未成對的電子數(shù)最多，X的低價氧化物和Y單質分子的電子數(shù)相等．W²⁺的核外電子排布式為[Ar]3d⁹．
（1）XH₃⁺是有機反應的重要中間體，其空間構型為

 

，其中X原子的雜化軌道類型為

 

．
（2）Z的單質固態(tài)時屬于

 

晶體，X和Z形成的化合物的晶體熔點比Z單質的晶體熔點高，原因是

 

．
（3）相同條件下，X、Y的最簡單氫化物在水中溶解度較大的是

 

（填化學式），其主要原因是

 

．
（4）W晶體的晶胞如右圖，W原子的配位數(shù)為

 

．
（5）在含有W²⁺的溶液中，加入過量Y的最簡單氫化物的水溶液，發(fā)生反應的離子方程式

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,判斷簡單分子或離子的構型,晶體的類型與物質熔點、硬度、導電性等的關系,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：X、Y、Z為短周期元素，X、Y同周期，X和Z同主族，Y原子基態(tài)時的2p軌道上未成對的電子數(shù)最多，則Y是N元素，X的低價氧化物和Y單質分子的電子數(shù)相等，且X和Y相同周期，則X是C元素，X和Z同主族且屬于短周期元素，所以Z是Si元素，W²⁺的核外電子排布式為[Ar]3d⁹，則W是Cu元素．

解答： 解：X、Y、Z為短周期元素，X、Y同周期，X和Z同主族，Y原子基態(tài)時的2p軌道上未成對的電子數(shù)最多，則Y是N元素，X的低價氧化物和Y單質分子的電子數(shù)相等，且X和Y相同周期，則X是C元素，X和Z同主族且屬于短周期元素，所以Z是Si元素，W²⁺的核外電子排布式為[Ar]3d⁹，則W是Cu元素．
（1）CH₃⁺是有機反應的重要中間體，CH₃⁺中價層電子對數(shù)是3且不含孤電子對，所以其空間構型為平面正三角形，其中C原子的雜化軌道類型為sp²，
故答案為：平面正三角形；sp²；
（2）Z是Si元素，Z的單質固態(tài)時屬于原子晶體，X和Z形成的化合物的晶體熔點比Z單質的晶體熔點高，碳化硅和硅都是原子晶體，但硅硅鍵的鍵長大于碳硅鍵，所以碳化硅的熔點大于硅晶體，
故答案為：原子；碳化硅和硅都是原子晶體，但硅硅鍵的鍵長大于碳硅鍵；
（3）相同條件下，X、Y的最簡單氫化物在水中溶解度較大的是NH₃，主要原因是氨氣和水分子間能形成氫鍵，從而促進氨氣的溶解，甲烷和水不能形成氫鍵，且甲烷為非極性分子，所以甲烷不易溶于水，
故答案為：NH₃；氨氣和水分子間能形成氫鍵；
（4）Cu晶體的晶胞如圖，Cu原子的配位數(shù)為3×8×

1

2

=12，
故答案為：12；
（5）在含有Cu²⁺的溶液中，加入過量N的最簡單氫化物的水溶液，氨水和硫酸銅反應生成氫氧化銅藍色沉淀，當氨水過量時，氨水和氫氧化銅反應生成可溶性的銅氨絡合物，所以難溶物溶解得到深藍色的透明溶液，涉及的離子方程式為：Cu²⁺+2NH₃?H₂O═Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃═[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-，
故答案為：Cu²⁺+2NH₃?H₂O═Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃═[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-．

點評：本題考查了晶胞的有關知識，正確推斷元素是解本題關鍵，難點是配位數(shù)的判斷，同時考查學生的空間想象能力，難度較大．