Question

13．T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常見(jiàn)元素，原子序數(shù)依次增大，相關(guān)信息如下表：

元素	相關(guān)信息
T	T元素可形成自然界硬度最大的單質(zhì)
W	W與T同周期，核外有一個(gè)未成對(duì)電子
X	X原子的第一電離能至第四電離能分別是：I1=578kJ•mol，I2=1817kJ•mol-1，I3=2745kJ•mol-1，I4=11575kJ•mol-1
Y	常溫常壓下，Y單質(zhì)是固體，其氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)
Z	Z的一種同位素的質(zhì)量數(shù)為63，中子數(shù)為34

（1）TY₂是一種常用的溶劑，是非極性分子（填“極性分子”或“非極性分子”），分子中存在2個(gè)σ　鍵．W的最簡(jiǎn)單氫化物容易液化，理由是分子間存在氫鍵．
（2）在25℃、101kpa下，已知13.5g的X固體單質(zhì)在O₂氣體中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài)，放熱419kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4Al（s）+3 O₂（g）=2Al₂O₃（s）△H=-3352kJ/mol．
（3）基態(tài)Y原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M，該能層具有的原子軌道數(shù)為9、電子數(shù)為6．Y、氧、W元素的電負(fù)性由大到小順序?yàn)镕＞O＞S（用元素符號(hào)作答）．
（4）已知Z的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，又知Z的密度為9.00g•cm³，則晶胞邊長(zhǎng)為$\root{3}{4.72×1{0}^{-23}}$cm（用含立方根的式子表示）；ZYO₄常作電鍍液，其中YO₄^2-的空間構(gòu)型是正四面體，其中Y原子的雜化軌道類型是sp³．Z的單質(zhì)與人體分泌物中的鹽酸以及空氣反應(yīng)可生成超氧酸：Z+HCl+O₂═ZCl+HO₂，HO₂（超氧酸）不僅是一種弱酸而且也是一種自由基，具有極高的活性．下列說(shuō)法或表示正確的是AD
A．O₂是氧化劑
B．HO₂是氧化產(chǎn)物
C．HO₂在堿中能穩(wěn)定存在
D．1molZ參加反應(yīng)有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．

Answer 1

分析 T元素可形成自然界硬度最大的單質(zhì)，則T是C元素；W與T同周期，核外有一個(gè)未成對(duì)電子，且原子序數(shù)大于T，所以W是F元素；常溫常壓下，Y單質(zhì)是固體，其氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)，則Y是S元素；X原子的第一電離能至第四電離能分別是：I₁=578kJ•mol，I₂=1817kJ•mol^-1，I₃=2745kJ•mol^-1，I₄=11575kJ•mol^-1，且X原子序數(shù)小于Y，所以X是Al元素；Z的一種同位素的質(zhì)量數(shù)為63，中子數(shù)為34，其質(zhì)子數(shù)是29，為Cu元素；
（1）CS₂是一種常用的溶劑，正負(fù)電荷重心重合的分子為非極性分子；分子中存在兩個(gè)雙鍵，雙鍵中一個(gè)是個(gè)σ鍵；W的最簡(jiǎn)單氫化物是HF，容易液化，氫鍵的存在導(dǎo)致物質(zhì)易液化；
（2）13.5g的Al的物質(zhì)的量為$\frac{13.5g}{27g/mol}$=0.5mol，4molAl在O₂氣體中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài)放出的熱量為419kJ×$\frac{4mol}{0.5mol}$=3352kJ；
（3）Y為硫元素，基態(tài)Y原子中，核外有三個(gè)電子層，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)是M，M能層具有spd三個(gè)能級(jí)，s上有一個(gè)軌道，p上有三個(gè)軌道，d上有5個(gè)原子軌道；同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大，同一主族元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而減��；
（4）根據(jù)密度公式計(jì)算其晶胞邊長(zhǎng)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷微�？臻g構(gòu)型及原子雜化方式；同一化學(xué)反應(yīng)中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物，失電子化合價(jià)升高的反應(yīng)物是氧化劑．

解答 解：（1）CS₂中存兩個(gè)碳硫雙鍵，碳原子沒(méi)有孤電子對(duì)，所以CS₂是非極性分子，分子中存在2個(gè)σ 鍵，W為氟元素，由于氟化氫分子之間存在著氫鍵，所以氟化氫容易液化，
故答案為：非極性分子；2；氟化氫分子之間存在著氫鍵；
（2）13.5g的Al的物質(zhì)的量為$\frac{13.5g}{27g/mol}$=0.5mol，4molAl在O₂氣體中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài)放出的熱量為419kJ×$\frac{4mol}{0.5mol}$=3352kJ，故熱化學(xué)方程式為：4Al（s）+3 O₂（g）=2Al₂O₃（s）△H=-3352kJ/mol，
故答案為：4Al（s）+3 O₂（g）=2Al₂O₃（s）△H=-3352kJ/mol；
（3）Y為硫元素，基態(tài)Y原子中，核外有三個(gè)電子層，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)是M，M能層具有spd三個(gè)能級(jí)，s上有一個(gè)軌道，p上有三個(gè)軌道，d上有5個(gè)原子軌道，所以共有9個(gè)，硫原子的最外層電子數(shù)為6，S、0、F元素的第一電離能由大到小順序?yàn)?F＞O＞S，
故答案為：M；9； 6； F＞O＞S；
（4）Z為銅元素，根據(jù)銅的晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，每個(gè)晶胞中含有銅原子數(shù)為$\frac{1}{8}$=4，所以晶胞的體積為$\frac{\frac{64}{{N}_{A}}×4}{9.00}$cm³=4.72×10^-23 cm³，所以晶胞的邊長(zhǎng)為$\root{3}{4.72×1{0}^{-23}}$cm，SO₄^2-中，硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+$\frac{6+2-4×2}{2}$=4，硫原子沒(méi)有孤電子對(duì)，所以空間構(gòu)型為正四面體，S原子的雜化軌道類型是sp3雜化，在反應(yīng)Cu+HCl+O₂=CuCl+HO₂中，
A．O₂是氧化劑，故A正確；
B．HO₂是還原產(chǎn)物，故B錯(cuò)誤；
C．HO₂ （超氧酸）是一種弱酸，所以HO₂在堿中有能穩(wěn)定存在，故C錯(cuò)誤；
D．1mol Cu參加反應(yīng)被氧化成亞銅郭，有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，故D正確，
故答案為：$\root{3}{4.72×1{0}^{-23}}$cm；正四面體；sp³；AD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計(jì)算、原子雜化方式判斷、微粒空間構(gòu)型等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算及空間想象能力，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算及微粒空間構(gòu)型判斷，注意均攤法及價(jià)層電子對(duì)互斥理論的正確運(yùn)用，題目難度不大．