Question

【題目】原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素 X、Y、Z、W，四種元素的原子序數(shù)之和為 32，在周期表中 X 是原子半徑最小的元素，Y、Z 左右相鄰，Z、W 位于同主族。

（1）W 原子的核外電子排布式為__________________。

（2）均由 X、Y、Z 三種元素組成的三種常見物質(zhì) A.、B、C 分別屬于酸、堿、鹽，其化學(xué)式依次 為________________ 、__________________ 、____________________，推測鹽中陰離子的空間構(gòu)型為___________ ，其中心原子雜化方式為_________________________。

（3）Z、W 兩種元素電負(fù)性的大小關(guān)系為___________ （填“大于”“等于”或“小于”）；Y、Z 兩種元素第 一電離能的大小關(guān)系為________________ （填“大于”“等于”或“小于”）。

（4）CO 的結(jié)構(gòu)可表示為C≡O(shè)，元素Y 的單質(zhì)Y2 的結(jié)構(gòu)也可表示為Y≡Y。下表是兩者的鍵能數(shù)據(jù)(單位：kJmol1):

	AB	A═B	A≡B
CO	357.7	798.9	1071.9
Y2	154.8	418.4	941.7

①結(jié)合數(shù)據(jù)說明 CO 比 Y2 活潑的原因：_________________________。

②意大利羅馬大學(xué) FulvioCacace 等人獲得了極具研究意義的 Y4 分子，其結(jié)構(gòu)如圖所示，請結(jié)合上表數(shù) 據(jù)分析，下列說法中，正確的是_____。

a. Y4 為一種新型化合物

b. Y4 與 Y2 互為同素異形體

c. Y4 的沸點(diǎn)比 P4(白磷)高

d. 1mol Y4 氣體轉(zhuǎn)變?yōu)?Y2 將放出 954.6kJ 熱量

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p4 HNO3 NH3H2O NH4NO3 平面三角形 sp2 大于 大于 CO 的第一個(gè)π 鍵的鍵能為273kJ/mol，N2 中的第一個(gè)π 鍵的鍵能為523.3kJ/mol，所以CO 的第一個(gè)鍵比N2 更容易斷裂 bd

【解析】原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W，四種元素的原子序數(shù)之和為32，在周期表中X是原子半徑最小的元素，則X是H元素，Y、Z左右相鄰，Z、W位于同主族，設(shè)Y的原子序數(shù)是a，則Z的原子序數(shù)是a+1、W原子序數(shù)是a+9，a+a+1+a+9+1=32，則a=7，所以Y是N、Z是O、W是S元素。

(1)W是S元素，其原子核外有16個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，故答案為：1s22s22p63s23p4；

(2)均由H、N、O三種元素組成的三種常見物質(zhì)A、B、C分別屬于酸、堿、鹽，酸是硝酸、堿是一水合氨、鹽是硝酸銨，鹽的化學(xué)式為NH4NO3，硝酸根離子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+ (5+1-3×2)=3且不含孤電子對(duì)，所以硝酸根離子空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，N原子雜化方式為sp2，故答案為：HNO3；NH3H2O；NH4NO3；平面三角形；sp2；

(3)同一主族元素中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以電負(fù)性O＞S；同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第VA族元素第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離能N＞O，故答案為：大于；大于；

(4)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，斷裂C≡O(shè)中的一個(gè)π鍵消耗的能量是1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273kJ/mol，斷裂N≡N中的一個(gè)π鍵消耗的能量是941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol，斷裂一個(gè)π鍵CO比N2更容易，所以CO更活潑，故答案為：CO的第一個(gè)π鍵的鍵能為273kJ/mol，N2中的第一個(gè)π鍵的鍵能為523.3kJ/mol，所以CO的第一個(gè)鍵比N2更容易斷裂；

②a．N4為單質(zhì)不是化合物，故a錯(cuò)誤；b．N4與N2為同種元素的不同導(dǎo)致，互為同素異形體，故b正確；c．N4和P4都是分子晶體，并且結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，沸點(diǎn)越高，所以白磷的沸點(diǎn)高，故c錯(cuò)誤；D.1molN4氣體中含有6molN-N鍵，可生成2molN2，形成2molN≡N鍵，則1molN4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>N2化學(xué)鍵斷裂吸收的熱量為6×154.8kJ=928.8kJ，形成化學(xué)鍵放出的熱量為941.7kJ×2=1883.4kJ，所以1mo1N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>N2將放熱，則放出的熱量=1883.4kJ-928.8kJ=954.6kJ，故D正確；故選bd。