Question

10．X、Y、Z、R、W是五種常見(jiàn)的短周期主族元素，其原子半徑隨原子序數(shù)的變化如圖1所示．已知Y、Z的單質(zhì)是空氣的主要成分，W的原子半徑在同周期主族元素中最小，R的原子半徑在同周期主族元素中最大，回答下列問(wèn)題：
（1）W原子的價(jià)電子排布式為3s²3p⁵
（2）化合物XWZ的電子式為，分子的立體構(gòu)型為V型，中心原子的雜化軌道類型為sp³雜化．
（3）Y、Z、R的第一電離能由大到小的順序是N＞O＞Na（用元素符號(hào)表示）．
（4）由W、Y兩種元素組成的一種化合物M分子中，每個(gè)原子最外層達(dá)到稀有氣體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在工業(yè)生產(chǎn)中M大規(guī)模用于面粉的漂白和殺菌．M與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO．
（5）RY₃是傳統(tǒng)安全氣囊中使用的氣體發(fā)生劑，與其陰離子互為等電子體的分子、離子分別是N₂O、CNO^-（各舉1例），由此可推知Y₃的立體構(gòu)型是直線形．
（6）R單質(zhì)堆積方式是圖中的B（填符號(hào)），晶胞空間利用率為68%；RW晶胞中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)為6，晶胞中的陰離子的堆積方式與圖2中的D（填標(biāo)號(hào)）所表示的堆積方式相同．

Answer 1

分析 X、Y、Z、R、W是四種常見(jiàn)的短周期主族元素，其原子半徑隨原子序數(shù)的變化如圖1所示，Y、Z的單質(zhì)是空氣的主要成分，且Y的原子半徑大于Z，同一周期元素中，元素的原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以Y是N元素、Z是O元素，R、W的原子半徑大于Z，所以R、W是第三周期元素，W的原子半徑在同周期主族元素中最小，所以W是Cl元素，R的原子半徑在同周期主族元素中最大，所以R為Na元素，X的原子半徑最小，則X是H元素，再結(jié)合原子結(jié)構(gòu)、物質(zhì)的性質(zhì)解答．

解答 解：X、Y、Z、R、W是四種常見(jiàn)的短周期主族元素，其原子半徑隨原子序數(shù)的變化如圖1所示，Y、Z的單質(zhì)是空氣的主要成分，且Y的原子半徑大于Z，同一周期元素中，元素的原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以Y是N元素、Z是O元素，R、W的原子半徑大于Z，所以R、W是第三周期元素，W的原子半徑在同周期主族元素中最小，所以W是Cl元素，R的原子半徑在同周期主族元素中最大，所以R為Na元素，X的原子半徑最小，則X是H元素，
（1）W是Cl元素，其價(jià)電子排布式為3s²3p⁵，故答案為：3s²3p⁵；
（2）化合物HClO為共價(jià)化合物，氧原子和氫原子、氯原子之間都存在一個(gè)共用電子對(duì)，所以HClO的電子式為，HClO分子中O原子電子對(duì)數(shù)為$\frac{6+2}{2}$=4，屬于sp³雜化，分子形狀為V型，
故答案為：；V型；sp³雜化；
（3）同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，N、O元素處于同一周期且原子序數(shù)逐漸增大，N處于第VA族，Na屬于金屬元素，第一電離能最小，所以第一電離能N＞O＞Na，故答案為：N＞O＞Na．
（4）由Cl、N兩種元素組成的一種化合物M分子中，每個(gè)原子最外層均達(dá)到稀有氣體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該物質(zhì)為NCl₃，在工業(yè)生產(chǎn)中M大規(guī)模用于面粉的漂白和殺菌，則該物質(zhì)和水反應(yīng)生成HClO，根據(jù)元素守恒知，還生成NH₃，則M與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO，
故答案為：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO；
（5）N₃^-中原子個(gè)數(shù)是3，價(jià)電子數(shù)是3×5+1=16，則與N₃^-互為等電子體的分子為：N₂O或CO₂、CNO^-，N₃^-中價(jià)層電子對(duì)=2+$\frac{1}{2}$（5+1-2×3）=2，且該離子中不含孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型是直線形，
故答案為：N₂O；CNO^-；直線形；
（6）Na屬于體心立方堆積方式，即為圖B，其晶胞空間利用率為68%，NaCl晶胞中陰、陽(yáng)離子的周圍分別有6個(gè)等距離子，故其配位數(shù)為6，晶胞中的陰離子Cl^-位于晶胞中頂點(diǎn)和面心，故其堆積方式與圖2中的D相似，
故答案為：B；68%；6；D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原子核外電子排布、分子空間構(gòu)型、雜化方式、元素電離能及電負(fù)性的含義、晶胞的計(jì)算等問(wèn)題，中等難度，解題時(shí)注意基礎(chǔ)知識(shí)的靈活運(yùn)用．