Question

9．T、X、Y、Z、Q、R、W為周期表前四周期元素，原子序數(shù)依次遞增．已知：
①W的原子序數(shù)為29，其余的均為短周期主族元素；
②T原子所處的周期數(shù)、族序數(shù)分別與其原子序數(shù)相等；
③X的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子數(shù)相同；
④Z的基態(tài)原子價電子排布為ns²npⁿ⁺²；
⑤在該元素所在周期中，Q的基態(tài)原子的第一電離能最小；
⑥R的單質(zhì)常溫常壓下是氣體，其基態(tài)原子的M層上有1個未成對的p電子；
（1）Y的氫化物分子間能形成氫鍵，R的氫化物分子間不易形成氫鍵，原因是Cl的原子半徑比N大．
（2）W的基態(tài)原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，該元素與元素X、Y能形成的[W（XY）₄]^2-離子中，含有的化學(xué)鍵是bd．
a．離子鍵            b．極性鍵           c．非極性鍵        d．配位鍵
（3）T、X、Z三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常見的有害氣體，它的分子式為XT₂Z，分子空間構(gòu)型為平面三角形，則該分子中中心原子采取sp²雜化，1molM分子中σ鍵和π鍵的個數(shù)比為3：1．
（4）X與Y原子結(jié)合形成的X₃Y₄晶體，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石類似，但硬度比金剛石大，請解釋原因是C₃N₄與金剛石均原子晶體，由于N原子半徑小于碳原子半徑，故C-N鍵長比C-C鍵長短，C-N鍵能更大，更穩(wěn)定，所以C₃N₄晶體硬度大．

Answer 1

分析 T、X、Y、Z、Q、R、W為周期表前四周期元素，原子序數(shù)依次遞增．已知：
①W的原子序數(shù)為29，其余的均為短周期主族元素，則W是Cu元素；
②T原子所處的周期數(shù)、族序數(shù)分別與其原子序數(shù)相等，則T是H元素；
③X的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子數(shù)相同，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，故X為C元素；
⑤在該元素所在周期中，Q的基態(tài)原子的第一電離能最小，則Q為Na；
④Z的基態(tài)原子價電子排布為ns²npⁿ⁺²，且Z原子序數(shù)小于Q，Z屬于第二周期元素，所以n=2，則Z是O元素，Y原子序數(shù)介于碳、氧之間，故Y是N元素；
⑥R的單質(zhì)常溫常壓下是氣體，其基態(tài)原子的M層上有1個未成對的p電子，且原子序數(shù)大于Q，則R是Cl元素．

解答 解：T、X、Y、Z、Q、R、W為周期表前四周期元素，原子序數(shù)依次遞增．已知：
①W的原子序數(shù)為29，其余的均為短周期主族元素，則W是Cu元素；
②T原子所處的周期數(shù)、族序數(shù)分別與其原子序數(shù)相等，則T是H元素；
③X的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子數(shù)相同，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，故X為C元素；
⑤在該元素所在周期中，Q的基態(tài)原子的第一電離能最小，則Q為Na；
④Z的基態(tài)原子價電子排布為ns²npⁿ⁺²，且Z原子序數(shù)小于Q，Z屬于第二周期元素，所以n=2，則Z是O元素，Y原子序數(shù)介于碳、氧之間，故Y是N元素；
⑥R的單質(zhì)常溫常壓下是氣體，其基態(tài)原子的M層上有1個未成對的p電子，且原子序數(shù)大于Q，則R是Cl元素．
（1）Y的氫化物為氨氣，R的氫化物為HCl，氨氣分子間易形成氫鍵，而Cl的原子半徑比N大，HCl分子之間不易形成氫鍵
故答案為：Cl的原子半徑比N大；
（2）W為Cu，其基態(tài)原子電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，該元素與元素X、Y能形成的[Cu（CN）₄]^2-離子，Cu²⁺離子與CN^-離子之間形成配位鍵，CN^-離子中碳原子與氮原子之間形成極性鍵，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；bd；
（3）XT₂Z的分子式為CH₂O，結(jié)構(gòu)式為，碳原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對，則C原子采取sp²雜化，1mol該分子中σ鍵和π鍵的個數(shù)比為3：1，
故答案為：sp²；3：1；
（4）C與N原子結(jié)合形成的C₃N₄晶體，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石類似，都屬于原子晶體，由于N原子半徑小于碳原子半徑，故C-N鍵長比C-C鍵長短，C-N鍵能更大，更穩(wěn)定，所以C₃N₄晶體硬度大，
故答案為：C₃N₄與金剛石均原子晶體，由于N原子半徑小于碳原子半徑，故C-N鍵長比C-C鍵長短，C-N鍵能更大，更穩(wěn)定，所以C₃N₄晶體硬度大．

點評 本題考查是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的考查，涉及氫鍵、核外電子排布、化學(xué)鍵、配合物、雜化軌道、晶體類型與性質(zhì)，正確推斷元素是解本題關(guān)鍵，難度中等．