Question

6．M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z是一種過渡元素．M基態(tài)原子L層中p軌道電子數(shù)是s電子的2倍，R是同周期元素中最活潑的金屬元素，X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物，Z的基態(tài)原子4s和3d軌道半充滿．請回答下列問題：
（1）R基態(tài)原子的電子排布式是1s²2s²2p⁶3s¹，X和Y中電負性較大的是Cl（填元素符號）．
（2）X的氫化物的沸點低于與其組成相似的M的氫化物，其原因是H₂O分子能形成氫鍵，而H₂S不能形成氫鍵．
（3）X與M形成的XM₃分子的空間構型是平面三角形．
（4）M和R所形成的一種離子化合物R₂M晶體的晶胞如圖所示，則圖中大球代表的離子是O^2-（填離子符號）．
（5）在稀硫酸中，Z的最高價含氧酸的鉀鹽（橙色）氧化M的一種氫化物，Z被還原為+3價，該反應的化學方程式是3H₂O₂+K₂Cr₂O₇+4H₂SO₄=Cr₂（SO₄）₃+3O₂↑+7H₂O+K₂SO₄
（6）若晶胞的棱長為a cm，則R₂M晶體的密度為=$\frac{248}{{{N}_{A}×a}^{3}}$g•cm^-3．

Answer 1

分析 M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z是一種過渡元素．M基態(tài)原子L層中p軌道電子數(shù)是s電子數(shù)的2倍，核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，故M為O元素；由原子序數(shù)可知R、X、Y均處于第三周期，R是同周期元素中最活潑的金屬元素，則R為Na；X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物，則X為S元素，可知Y為Cl；Z的基態(tài)原子4s和3d軌道半充滿，外圍電子排布式為3d⁵4s¹，處于VIB族，故Z為Cr，由此分析解答．

解答 解：M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z是一種過渡元素．M基態(tài)原子L層中p軌道電子數(shù)是s電子數(shù)的2倍，核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，故M為O元素；由原子序數(shù)可知R、X、Y均處于第三周期，R是同周期元素中最活潑的金屬元素，則R為Na；X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物，則X為S元素，可知Y為Cl；Z的基態(tài)原子4s和3d軌道半充滿，外圍電子排布式為3d⁵4s¹，處于VIB族，故Z為Cr．
（1）R為Na，基態(tài)原子的電子排布式是1s²2s²2p⁶3s¹，同周期自左而右電負性增大，故Cl元素電負性大于S的，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s¹；Cl；
（2）H₂O分子能形成氫鍵，使水的沸點升高，而H₂S不能形成氫鍵，故硫化氫的沸點低于水的，
故答案為：H₂O分子能形成氫鍵，而H₂S不能形成氫鍵；
（3）X與M形成的SO₃分子中S原子孤電子對數(shù)=$\frac{6-2×3}{2}$=0，價層電子對數(shù)為3+0=3，故其空間構型為平面三角形，
故答案為：平面三角形；
（4）M和R所形成的一種離子化合物為Na₂O，晶胞中小球數(shù)目為8，大球數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，小球與大球數(shù)目之比為2：1，故圖中大球代表的離子是O^2-，
故答案為：O^2-；
（5）Z的最高價含氧酸的鉀鹽（橙色）為K₂Cr₂O₇，與氧元素的氫化物發(fā)生氧化還原反應，該氫化物為H₂O₂，在稀硫酸中，Cr元素被還原為+3價，H₂O₂被氧化生成氧氣，反應方程式為：3H₂O₂+K₂Cr₂O₇+4H₂SO₄=Cr₂（SO₄）₃+3O₂↑+7H₂O+K₂SO₄，
故答案為：3H₂O₂+K₂Cr₂O₇+4H₂SO₄=Cr₂（SO₄）₃+3O₂↑+7H₂O+K₂SO₄；
（6）M和R所形成的一種離子化合物為Na₂O，晶胞中小球數(shù)目為8，大球數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，小球與大球數(shù)目之比為2：1，故圖中大球代表的離子是O^2-，
晶胞的質(zhì)量為4×$\frac{62}{{N}_{A}}$g，該晶體的密度為a g/cm³，若晶胞的棱長為a cm，則晶胞的體積=a³cm³，所以密度為：$\frac{248}{{{N}_{A}×a}^{3}}$g/m³，故答案為：$\frac{248}{{{N}_{A}×a}^{3}}$．

點評 本題是對物質(zhì)結構與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電負性、氫鍵、空間構型、晶胞計算、氧化還原反應等，注意氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響，掌握均攤法進行晶胞有關計算．