Question

2．下表是元素周期表的一部分．表中所列的字母分別代表某一種化學元素．用元素符號來回答以下問題．

（1）X的核外電子排布式是：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）除了T、X兩種元素外，余下的元素中，第一電離能最小的是Na．電負性最大的是F．
（3）下列有關(guān)上述元素的說法中，正確的是：③⑤（填序號）
①G單質(zhì)的熔點高于J單質(zhì)，是因為G單質(zhì)的金屬鍵較強
②J比X活潑，所以J可以在溶液中置換出X
③將J₂M₂溶于水，要破壞離子鍵和共價鍵
④RE₃沸點高于QE₄，主要是因為前者相對分子質(zhì)量較大
⑤一個Q₂E₄分子中含有五個σ鍵和一個π鍵
（4）T可形成+2和+3價的陽離子，其中較穩(wěn)定的是Fe³⁺．原因：Fe²⁺的價電子排布式是3d⁶，F(xiàn)e³⁺的價電子排布式是3d⁵，F(xiàn)e³⁺的3d軌道處于半滿狀態(tài)，能量較低，F(xiàn)e³⁺離子穩(wěn)定
（5）R、M的氫化物較穩(wěn)定的是H₂O（填相應氫化物的化學式）．M的單質(zhì)在一定條件下可與R的氫化物反應生成R單質(zhì)．請寫出相關(guān)的化學方程式4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2N₂+6H₂O．
（6）QM₂在水中的溶解度比NM₂在水中的溶解度要小得多，其原因是：CO₂屬于極性分子，SO₂屬于極性分子，而水屬于極性分子，相似相溶，CO₂在水中溶解性比SO₂在水中的溶解度要小得多．

Answer 1

分析 由元素在周期表中位置可知，E為H、G為Li、J為Na、T為Fe、X為Cu、Q為C、R為N、M為O、N為S．
（1）X為Cu，原子核外電子數(shù)為29，根據(jù)能量最低原理書寫核外電子排布式；
（2）金屬性越強，第一電離能越小，同周期自左而右電負性增大、同主族自上而下電負性減小；
（3）①G、J單質(zhì)均為金屬晶體，金屬鍵越強，熔沸點越高；
②Na非�；顫姡�與溶液中水發(fā)生反應；
③將Na₂O₂溶于水生成氫氧化鈉與氧氣；
④NH₃分子之間存在氫鍵，沸點高于CH₄；
⑤C₂H₄分子含有4個C-H鍵、1個C=C雙鍵，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵；
（4）T為Fe元素，F(xiàn)e²⁺的價電子排布式是3d⁶，F(xiàn)e³⁺的價電子排布式是3d⁵，軌道處于全空、全滿、半滿狀態(tài)時能量較低，離子穩(wěn)定；
（5）非金屬性越強，對應氫化物越穩(wěn)定；氧氣與氨氣反應生成氮氣與水；
（6）根據(jù)相似相溶原理分析解答．

解答 解：由元素在周期表中位置可知，E為H、G為Li、J為Na、T為Fe、X為Cu、Q為C、R為N、M為O、N為S．
（1）X為Cu，原子核外電子數(shù)為29，根據(jù)能量最低原理，其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）除Fe、Cu外，Na的金屬性最強，故Na第一電離能最小，同周期自左而右電負性增大、同主族自上而下電負性減小，故F元素電負性最大，故答案為：Na；F；
（3）①G、J單質(zhì)均為金屬晶體，鋰離子半徑小于鈉離子半徑，故Li的金屬鍵更強，熔沸點高于鈉，故正確；
②Na非�；顫姡�與溶液中水發(fā)生反應，不能置換出Cu，故錯誤；
③將Na₂O₂溶于水生成氫氧化鈉與氧氣，要破壞離子鍵和共價鍵，故正確；
④NH₃分子之間存在氫鍵，沸點高于CH₄，故錯誤
⑤C₂H₄分子含有4個C-H鍵、1個C=C雙鍵，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，含有5個σ鍵、1個π鍵，故正確，
故答案為：③⑤；
（4）T為Fe元素，F(xiàn)e²⁺的價電子排布式是3d⁶，F(xiàn)e³⁺的價電子排布式是3d⁵，F(xiàn)e³⁺的3d軌道處于半滿狀態(tài)，能量較低，F(xiàn)e³⁺離子穩(wěn)定，
故答案為：Fe³⁺；Fe²⁺的價電子排布式是3d⁶，F(xiàn)e³⁺的價電子排布式是3d⁵，F(xiàn)e³⁺的3d軌道處于半滿狀態(tài)，能量較低，F(xiàn)e³⁺離子穩(wěn)定；
（5）非金屬性O＞N，故氫化物穩(wěn)定性H₂O＞NH₃，氧氣在一定條件下可與NH₃反應生成氮氣與，反應方程式為：4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2N₂+6H₂O，
故答案為：H₂O；4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2N₂+6H₂O；
（6）CO₂為直線型對稱結(jié)構(gòu)，屬于極性分子，SO₂中S原子價層電子對數(shù)為2+$\frac{6-2×2}{2}$=4，有2對孤電子對，屬于V形結(jié)構(gòu)，分子中正負電荷重心不重合，屬于極性分子，而水屬于極性分子，相似相溶，CO₂在水中溶解性比SO₂在水中的溶解度要小得多，
故答案為：CO₂屬于極性分子，SO₂屬于極性分子，而水屬于極性分子，相似相溶，CO₂在水中溶解性比SO₂在水中的溶解度要小得多．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及元素周期表與元素周期律、核外電子排布、電離能、電負性、晶體類型與性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)，難度中等．