Question

15．已知X、Y、Z、W、K五種元素均位于周期表的前四周期，且原子序數(shù)依次增大．元素X是周期表中原子半徑最小的元素；Y的基態(tài)原子中電子占據(jù)了三種能量不同的原子軌道，且這三種軌道中的電子數(shù)相同；W位于第2周期，其原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍；K位于ds區(qū)且原子的最外層電子數(shù)與X的相同．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（答題時(shí)，X、Y、Z、W、K用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示）
（1）Y、Z、W元素的第一電離能由大到小的順序是N＞O＞C．
（2）K的外圍電子排布式是3d¹⁰4s¹．
（3）Y、Z元素的某種氫化物的分子中均含有18個(gè)電子，則該Y、Z的氫化物的沸點(diǎn)相差較大的主要原因是N₂H₄分子之間存在氫鍵，C₂H₆分子之間無(wú)氫鍵．
（4）若X、Y、W形成的某化合物（相對(duì)分子質(zhì)量為46）呈酸性，則1mol該分子中含有4mol  σ鍵．
（5）Z、K兩元素形成的某化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的化學(xué)式是Cu₃N，Z原子的配位數(shù)是6．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、K五種元素均位于周期表的前四周期，且原子序數(shù)依次增大．元素X是周期表中原子半徑最小的元素，則X為H元素；Y的基態(tài)原子中電子占據(jù)了三種能量不同的原子軌道，且這三種軌道中的電子數(shù)相同，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則Y為碳元素；W位于第2周期，其原子核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則W為O元素；Z的原子序數(shù)介于碳、氧之間，故Z為N元素；K位于ds區(qū)，且原子的最外層電子數(shù)與X的相同，則K為Cu，據(jù)此解答．

解答 解：X、Y、Z、W、K五種元素均位于周期表的前四周期，且原子序數(shù)依次增大．元素X是周期表中原子半徑最小的元素，則X為H元素；Y的基態(tài)原子中電子占據(jù)了三種能量不同的原子軌道，且這三種軌道中的電子數(shù)相同，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則Y為碳元素；W位于第2周期，其原子核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則W為O元素；Z的原子序數(shù)介于碳、氧之間，故Z為N元素；K位于ds區(qū)，且原子的最外層電子數(shù)與X的相同，則K為Cu．
（1）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N元素2p能級(jí)為半滿(mǎn)穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（2）K為Cu元素，電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，價(jià)電子排布式是3d¹⁰4s¹，故答案為：3d¹⁰4s¹；
（3）C、N兩元素均可形成含18個(gè)電子氫化物分子，其氫化物分子分別為C₂H₆、N₂H₄，N₂H₄分子之間存在氫鍵，C₂H₆分子之間無(wú)氫鍵，二者沸點(diǎn)相差較大，
故答案為：N₂H₄分子之間存在氫鍵，C₂H₆分子之間無(wú)氫鍵；
（4）若H、C、O形成的某化合物（相對(duì)分子質(zhì)量為46）呈酸性，該化合物為HCOOH，結(jié)構(gòu)式為，則1mol該分子中含有4mol σ鍵，故答案為：4；
（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，晶胞中黑色球數(shù)為：12×$\frac{1}{4}$=3，白色球數(shù)為：8×$\frac{1}{8}$=1，原子個(gè)數(shù)比為3：1，結(jié)合銅元素和氮元素的化合價(jià)可知黑色球?yàn)殂~，白色球?yàn)榈�，化學(xué)式為：Cu₃N，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)氮原子周?chē)��?個(gè)銅原子與之相連，所以氮原子的配位數(shù)為6，
故答案為：Cu₃N；6．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，推斷元素是解題關(guān)鍵，涉及核外電子排布、電離能、氫鍵、化學(xué)鍵、晶胞計(jì)算等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查．