Question

X、Y、Z、Q、R、W為周期表前四周期元素，原子序數依次遞增，其中某些元素的相關信息如下表：

元素	相關信息
X	X的基態(tài)原子中電子占據三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子數相同
Z	Z的基態(tài)原子價電子排布為ns2nPn+2
Q	在該元素所在周期中，Q的基態(tài)原子的第一電離能最小
R	3P能級上有1個電子
W	W的一種核素的質量數為65，中子數為36

（1）X、Y、Q三種元素的電負性由大到小的順序是

 

（用元素符號表示）
（2）X與Y原子結合形成的X₃Y₄晶體，晶體結構與金剛石類似，則X₃Y₄晶體的熔點比金剛石要

 

（填“高”、“低”）
（3）如圖是W的某種氧化物的晶胞結構示意圖，可確定該氧化物的化學式為

 

（W用元素符號表示），W²⁺的核外電子排布式為

 

（4）X、Y、Z分別與氫元素可以構成A、B、C、D等多種粒子，其中A、B、C均為10電子微粒，D為18電子微粒，B為4原子核的+1價陽離子，則B⁺電子式為

 

，C為4個原子核構成的分子，C分子中中心原子的雜化類型為，

 

與C互為等電子體的分子是

 

（寫結構式），D分子中兩元素的原子個數之比為1：1，則D為

 

（填“極性”或“非極性”）分子
（5）肼[N₂H₄（I）]可用作火箭燃料，與N₂O₄（I）反應時生成一種氣態(tài)單質和一種氣態(tài)化合物，當形成1molπ鍵時放出173.1KJ熱量，請寫出該反應的熱化學方程式

 

．

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用,原子核外電子排布,“等電子原理”的應用,晶體的類型與物質熔點、硬度、導電性等的關系,晶胞的計算,極性分子和非極性分子,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,熱化學方程式

專題：化學反應中的能量變化,原子組成與結構專題,化學鍵與晶體結構

分析：X、Y、Z、Q、R、W為周期表前四周期元素，原子序數依次遞增．X的基態(tài)原子中電子占據三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子數相同，則核外電子排布為1s²2s²2p²，故X為C元素；R元素原子3p能級上有1個電子，外圍電子排布為3s²3p¹，故R為Al元素；Z的基態(tài)原子價電子排布為ns²npⁿ⁺²，結合原子序數可知，Z處于第二周期，即n=2，則Z為O元素；Y的原子序數介于碳元素、氧元素之間，則Y為N元素；Q的原子序數大于氧元素小于Al元素，在該元素所在周期中，Q的基態(tài)原子的第一電離能最小，故Q處于第三周期，為Na元素；W的一種核素的質量數為65，中子數為36，質子數為65-36=29，故W為Cu元素，
（1）同一周期自左而右電負性遞增，同主族自上而下電負性減弱；
（2）X₃Y₄晶體結構與金剛石類似，說明C₃N₄晶體為共價鍵形成的原子晶體；
（3）晶胞中頂角和體心、上下面心以及4個棱中心是氧原子，Cu原子處于晶胞內部，晶胞中含有4個Cu原子，利用均攤法計算O原子數目，據此確定化學式；
（4）X、Y、Z分別為C、N、O與氫元素可以構成A、B、C、D等多種粒子，其中A、B、C均為10電子微粒，D為18電子微粒，B為4原子核的+1價陽離子即H₃O⁺，C為4個原子核構成的分子，則C為NH₃，C分子中中心原子N形成3對σ鍵和1對孤對電子，所以雜化類型為sp³，與C互為等電子體的分子是PH₃，D分子中兩元素的原子個數之比為1：1即H₂O₂，據此分析；
（5）根據肼[N₂H₄（I）]可用作火箭燃料，與N₂O₄（I）反應時生成氮氣和水，而1mol氮氣含有2molπ鍵，放出173.1×2=346.2KJ熱量，據此書寫熱化學方程式；

解答： 解：X、Y、Z、Q、R、W為周期表前四周期元素，原子序數依次遞增．X的基態(tài)原子中電子占據三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子數相同，則核外電子排布為1s²2s²2p²，故X為C元素；R元素原子3p能級上有1個電子，外圍電子排布為3s²3p¹，故R為Al元素；Z的基態(tài)原子價電子排布為ns²npⁿ⁺²，結合原子序數可知，Z處于第二周期，即n=2，則Z為O元素；Y的原子序數介于碳元素、氧元素之間，則Y為N元素；Q的原子序數大于氧元素小于Al元素，在該元素所在周期中，Q的基態(tài)原子的第一電離能最小，故Q處于第三周期，為Na元素；W的一種核素的質量數為65，中子數為36，質子數為65-36=29，故W為Cu元素，
（1）同一周期自左而右電負性遞增，同主族自上而下電負性減弱，故電負性：N＞C＞Na，
故答案為：N＞C＞Na；
（2）X₃Y₄晶體結構與金剛石類似，說明C₃N₄晶體為共價鍵形成的原子晶體，C原子的半徑比N原子大，所以X₃Y₄晶體的熔點比金剛石要高，故答案為：高；
（3）晶胞中頂角和體心是氧原子，Cu原子處于晶胞內部，晶胞中含有4個Cu原子，晶胞中含有O原子數目為1+8×

1

8

+2×

1

2

+4×

1

4

=4，故Cu原子與O原子數目之比為4：4=1：1，該氧化物化學式為CuO，W²⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，故答案為：CuO；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（4）X、Y、Z分別為C、N、O與氫元素可以構成A、B、C、D等多種粒子，其中A、B、C均為10電子微粒，D為18電子微粒，B為4原子核的+1價陽離子即H₃O⁺，則B⁺電子式為，C為4個原子核構成的分子，則C為NH₃，C分子中中心原子N形成3對σ鍵和1對孤對電子，所以雜化類型為sp³，與C互為等電子體的分子是，D分子中兩元素的原子個數之比為1：1即H₂O₂，則D為極性分子；故答案為：：sp³；；極性；
（5）因為肼[N₂H₄（I）]可用作火箭燃料，與N₂O₄（I）反應時生成氮氣和水，而1mol氮氣含有2molπ鍵，放出173.1×2=346.2KJ熱量，所以生成3mol氮氣放出346.2KJ×3=1038.6KJ熱量，則熱化學方程式為N₂H₄（l）+2N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.6KJ/mol；故答案為N₂H₄（l）+2N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.6KJ/mol；

點評：本題考查結構性質位置關系、核外電子排布規(guī)律、電負性、電子式、等電子體以及反應熱計算等，題目較為綜合，難度中等，注意對基礎知識的全面掌握；