Question

3．X、Y、Z、R、W均為周期表中前四周期的元素，其原子序數(shù)依次增大，其中只有W為第四周期元素．X與Y基態(tài)原子的成對(duì)電子數(shù)之比為2：3，未成對(duì)電子數(shù)之比為1：1，Z是元素周期表中s區(qū)元素，但有未成對(duì)電子，R的氫化物的沸點(diǎn)比其上周期同族元素氫化物的沸點(diǎn)低，W為金屬元素，Y與W形成的某種化合物與R的氫化物的濃溶液加熱時(shí)反應(yīng)可用于實(shí)驗(yàn)室制取R的氣態(tài)單質(zhì)，回答下列問題：
（1）與Y同族的短周期元素的基態(tài)原子核外有2個(gè)未成對(duì)電子，R的基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵．
（2）Y^2-、Z⁺、R^-離子半徑由小到大的順序是Na⁺＜O^2-＜Cl^-（用離子符號(hào)表示）；X，Y，Z第一電離能由大到小的順序?yàn)镺＞C＞Na用元素符號(hào)表示）．
（3）RY₃^-離子的空間構(gòu)型是三角錐形；XY₂為非極性分子（填“極性”或“非極性”）．
（4）含WY₄^-的溶液與R的氫化物的濃度反應(yīng)時(shí)也能制取R的氣態(tài)單質(zhì)，溶液中還有W²⁺生成，該反應(yīng)的離子方程式為2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5C1₂↑+8H₂O．
（5）化合物Z₂Y的晶胞如圖，其中Y離子的配位數(shù)為8，以相距一個(gè)Y離子最近的所有Z離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為立方體．

Answer 1

分析 X、Y、Z、R、W均為周期表中前四周期的元素，其原子序數(shù)依次增大，其中只有W為第四周期元素，X與Y基態(tài)原子的成對(duì)電子數(shù)之比為2：3，未成對(duì)電子數(shù)之比為1：1，則X為C，Y為O；
Z是元素周期表中s區(qū)元素，但有未成對(duì)電子，則Z是第ⅠA族元素，所以Z為Na；
R的氫化物的沸點(diǎn)比其上周期同族元素氫化物的沸點(diǎn)低，說明R所在主族為第ⅤA、ⅥA、ⅤⅡA中的一族，W為金屬元素，Y與W形成的某種化合物與R的氫化物的濃溶液加熱時(shí)反應(yīng)可用于實(shí)驗(yàn)室制取R的氣態(tài)單質(zhì)，對(duì)應(yīng)的為二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣的反應(yīng)，所以R為Cl，W為Mn，據(jù)此答題．

解答 解：X、Y、Z、R、W均為周期表中前四周期的元素，其原子序數(shù)依次增大，其中只有W為第四周期元素，X與Y基態(tài)原子的成對(duì)電子數(shù)之比為2：3，未成對(duì)電子數(shù)之比為1：1，則X為C，Y為O，Z是元素周期表中s區(qū)元素，但有未成對(duì)電子，則Z是第ⅠA族元素，所以Z為Na，R的氫化物的沸點(diǎn)比其上周期同族元素氫化物的沸點(diǎn)低，說明R所在主族為第ⅤA、ⅥA、ⅤⅡA中的一族，W為金屬元素，Y與W形成的某種化合物與R的氫化物的濃溶液加熱時(shí)反應(yīng)可用于實(shí)驗(yàn)室制取R的氣態(tài)單質(zhì)，對(duì)應(yīng)的為二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣的反應(yīng)，所以R為Cl，W為Mn，
（1）Y為O，與Y同族的短周期元素的基態(tài)原子核外有2個(gè)未成對(duì)電子，R為Cl，R的基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，
故答案為：2；1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；
（2）電子層數(shù)越多，半徑越大，電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越多，半徑越小，所以O(shè)^2-、Na⁺、Cl^-離子半徑由小到大的順序是Na⁺＜O^2-＜Cl^-，元素非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，非金屬性O(shè)＞C＞Na，所以C、O、Na的第一電離能由大到小的順序?yàn)镺＞C＞Na，
故答案為：Na⁺＜O^2-＜Cl^-；O＞C＞Na；
（3）ClO₃^-離子中，氯原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為$\frac{7+1}{2}$=4，有一對(duì)孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型是三角錐形，CO₂為直線型分子，分子中電荷分布均勻，所以是非極性分子，
故答案為：三角錐形；非極性；
（4）含MnO₄^-的溶液與濃鹽酸反應(yīng)的離子方程式為2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5C1₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5C1₂↑+8H₂O；
（5）根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)圖，空心球數(shù)目為$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，實(shí)心球數(shù)目為8，對(duì)應(yīng)化合物Na₂O的化學(xué)式可知，實(shí)心球代表鈉離子，空心球代表氧離子，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖，以頂點(diǎn)上的氧離子為例，可以看出氧離子的配位數(shù)為 8，以相距一個(gè)氧離子最近的所有鈉離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為立方體，
故答案為：8；立方體．

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素推斷、原子核外電子排布、離子半徑、第一電離能、分子構(gòu)型和分子的極性、離子反應(yīng)方程式、配位數(shù)和晶胞的結(jié)構(gòu)等知識(shí)，難度不大，答題時(shí)注意物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)的靈活運(yùn)用．