Question

2．T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常見元素，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，I3=2745kJ/molkJ/mol，I4=11575kJ/mol
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   Ni

（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的最簡單氫化物容易液化，理由是氟化氫分子之間存在著氫鍵．
（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元素的第一電離能由大到小順序?yàn)镕＞O＞S（用元素符號作答）．
（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，則晶胞邊長為3.61×10^-8cm；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雜．元素Z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．1mol Z參加反應(yīng)有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．

Answer 1

分析 T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常見元素，原子序數(shù)依次增大，T元素可形成自然界硬度最大的單質(zhì)，則T為碳元素，W與T同周期，核外有一個(gè)未成對電子，W為氟元素，X原子的第一電離能至第四電離能分別是：I₁=578kJ/mol，I₂=1817kJ/mol，I₃=2745kJ/molkJ/mol，I₄=11575kJ/mol，I₁、I₂、I₃與I₄的差別較大，所以X原子最外層有三個(gè)電子，所以X為鋁元素，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)，所以Y為硫元素，Z的一種同位素的質(zhì)量數(shù)為63，中子數(shù)為34，同Z的質(zhì)子數(shù)為29，所以Z為銅元素，據(jù)此答題．

解答 解：T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常見元素，原子序數(shù)依次增大，T元素可形成自然界硬度最大的單質(zhì)，則T為碳元素，W與T同周期，核外有一個(gè)未成對電子，W為氟元素，X原子的第一電離能至第四電離能分別是：I₁=578kJ/mol，I₂=1817kJ/mol，I₃=2745kJ/molkJ/mol，I₄=11575kJ/mol，I₁、I₂、I₃與I₄的差別較大，所以X原子最外層有三個(gè)電子，所以X為鋁元素，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)，所以Y為硫元素，Z的一種同位素的質(zhì)量數(shù)為63，中子數(shù)為34，同Z的質(zhì)子數(shù)為29，所以Z為銅元素，
（1）CS₂中存兩個(gè)碳硫雙鍵，碳原子沒有孤電子對，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)的最高能層符號是M，M能層具有spd三個(gè)能級，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$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，所以晶胞的體積為$\frac{\frac{4×64}{{N}_{A}}}{9.00}$cm³=4.72×10^-23 cm³，所以晶胞的邊長為$\root{3}{4.72×10{\;}^{-23}}$=3.61×10^-8cm，SO₄^2-中，硫原子的價(jià)層電子對數(shù)為$\frac{6+2}{2}$=4，硫原子沒有孤電子對，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：AD，
故答案為：3.61×10^-8cm；正四面體；sp3；AD．

點(diǎn)評 本題主要考查了元素周期表、元素周期律、氧化還原反應(yīng)、熱化學(xué)方程式等知識點(diǎn)，中等難度，解題的關(guān)鍵是元素推斷，答題時(shí)注意化學(xué)用語的正確表達(dá)．