Question

【題目】主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，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，它們的原子序數(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(qǐng)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

【答案】
（1）2s22p4；V形
（2）2F2+2H2O═4HF+O2
（3）MgO；MgO的晶格能大于NaCl的晶格能；sp2和sp3；120°
（4）3：1：1
（5）紫；灼燒時(shí)電子從基態(tài)到激發(fā)態(tài)，當(dāng)從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)放出能量以光的形式放出，從而出現(xiàn)不同的顏色
【解析】解：主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，W原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，則W為O元素．X、Y和Z分屬不同的周期，它們的原子序數(shù)之和是W原子序數(shù)的5倍，即三元素原子序數(shù)之和為40，X若為第三周期元素，X、Y、Z的原子序數(shù)之和大于W原子序數(shù)的5倍，所以可以斷定X也在第二周期，故X為F元素，則Y、Z原子序數(shù)之和=40﹣9=31，平均原子序數(shù)為15.5，可以推斷Y處于第三周期、Z處于第四周期，Z的原子序數(shù)大于18，若Y為Na元素，則Z為Ca元素，若Y為Mg元素，則Z為K元素，X的原子序數(shù)再增大，不符合題意，由于元素W與Y形成的化合物M的熔點(diǎn)最高，故Y為Mg元素，Z為K元素，化合物M為MgO．（1）W為氧元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律，O原子的L層電子排布式為2s22p4 ， O3分子中中心氧原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+ =3、含有1對(duì)孤電子對(duì)，故O3空間構(gòu)型為V形， 所以答案是：2s22p4；V形；（2）X為F元素，對(duì)應(yīng)的單質(zhì)具有強(qiáng)氧化性，可與水反應(yīng)生成HF和氧氣，反應(yīng)的方程式為：2F2+2H2O═4HF+O2 ，
所以答案是：2F2+2H2O═4HF+O2；（3）由上述分析可知，M為MgO，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同，而熔點(diǎn)高于NaCl，由于MgO晶體中離子的電荷多，晶格能大，故MgO熔點(diǎn)較高；由碳酸的結(jié)構(gòu)可知碳酸二甲酯的結(jié)構(gòu)為 ，﹣CH3中C原子形成4個(gè)單鍵，采取sp3雜化，在酯基 中，C原子形成2個(gè)C﹣O單鍵，屬于σ鍵，1個(gè)C=O雙鍵，雙鍵按單鍵計(jì)算，故中心C原子的雜化軌道數(shù)為3，采取sp2雜化，為平面正三角形，鍵角為120°，故O﹣C﹣O的鍵角約為120°，
所以答案是：MgO；MgO的晶格能大于NaCl的晶格能；sp2和sp3；120°；（4）F、Mg、K形成立方晶體結(jié)構(gòu)的化合物，晶胞中F占據(jù)所有棱的中心，晶胞中F原子數(shù)目為12× =3，Mg位于頂角，晶胞中Mg原子數(shù)目為8× =1，K處于體心位置，晶胞中含有1個(gè)K原子，則該晶體的組成為F：Mg：K=3：1：1，
所以答案是：3：1：1；（5）含有元素K的鹽的焰色反應(yīng)為紫色，許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng)，其原因?yàn)椋鹤茻龝r(shí)電子從基態(tài)到激發(fā)態(tài)，當(dāng)從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)放出能量以光的形式放出，從而出現(xiàn)不同的顏色，
所以答案是：紫；灼燒時(shí)電子從基態(tài)到激發(fā)態(tài)，當(dāng)從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)放出能量以光的形式放出，從而出現(xiàn)不同的顏色．