Question

X、Y、Z、U為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三種元素位于同一周期，其中基態(tài)Y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，且XZ₂與Y₂Z互為等電子體．含U的化合物的焰色為紫色．試回答下列問題：
（1）U單質(zhì)的原子堆積方式為

體心立方堆積

，Y的簡單氫化物分子式為

NH₃

．
（2）X的一種氫化物的相對分子質(zhì)量為28，其分子中σ鍵與π鍵的鍵數(shù)之比為

5：1

．
（3）化合物甲由Z、U兩元素組成，其晶胞如右圖所示．
①甲的化學式為

KO₂

．
②下列有關(guān)該晶體的說法中正確的是

BC

（選填選項字母）．
A．每個晶胞中含有14個U⁺和13個Z₂^-
B．晶體中每個U⁺周圍距離U⁺最近的Z₂^-有6個
C．該晶體屬于離子晶體
③甲的密度為a g?cm^-3，則晶胞的體積是

284

aNA

cm³（只要求列出計算式，阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示）．

Answer 1

分析：X、Y、Z、U為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，基態(tài)Y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則外圍排布為2s²2p³，則Y為氮元素；X、Y、Z三種元素位于同一周期，且XZ₂與Y₂Z互為等電子體，X與Z的質(zhì)子數(shù)之和為14，則為CO₂與N₂O，故X為碳元素、Z為氧元素；含U的化合物的焰色為紫色，則U為鉀元素，據(jù)此解答．

解答：解：X、Y、Z、U為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，基態(tài)Y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則外圍排布為2s²2p³，則Y為氮元素；X、Y、Z三種元素位于同一周期，且XZ₂與Y₂Z互為等電子體，X與Z的質(zhì)子數(shù)之和為14，則為CO₂與N₂O，故X為碳元素、Z為氧元素；含U的化合物的焰色為紫色，則U為鉀元素，
（1）U為鉀元素，K單質(zhì)的原子堆積方式為體心立方堆積；
Y的簡單氫化物分子式為，
故答案為：體心立方堆積；NH₃；
（2）X為碳元素，一種氫化物的相對分子質(zhì)量為28，該氫化物為C₂H₄，分子中含有1個C=C雙鍵、4個C-H，C=C雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，單鍵為σ鍵，故C₂H₄分子中σ鍵與π鍵的鍵數(shù)之比為5：1
故答案為：5：1；
（3）化合物甲由Z、U兩元素組成，其晶胞如右圖所示．
①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中K原子數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，O原子數(shù)目為4×2×

1

4

+8×

1

2

+8×

1

4

=8，故K原子與O原子數(shù)目之比為4：8=1：2，故甲的化學式為KO₂，
故答案為：KO₂；
②A．由①中計算靠自己，每個晶胞中含有4個K⁺和4O₂^-，故A錯誤；
B．由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶體中每個K⁺周圍距離K⁺最近的O₂^-有6個，故B正確；
C．該晶體由K⁺和4O₂^-構(gòu)成，屬于離子晶體，故C正確；
故答案為：BC；
③晶胞的質(zhì)量為

4×71

NA

g，甲的密度為a g?cm^-3，則晶胞的體積是

4×71 NA g

ag/cm3

=

284

aNA

cm³，
故答案為：

284

aNA

．

點評：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、化學鍵、晶胞結(jié)構(gòu)與計算等，難度中等，推斷元素是解題關(guān)鍵，注意利用均攤法進行晶胞的計算．