Question

T、X、Y、Z、Q、R、P、W為周期表前四周期元素，原子序數(shù)依次遞增，其相關(guān)信息如表：

元素	相     關(guān)    信     息
T	T原子所處的周期數(shù)、族序數(shù)分別與其原子序數(shù)相等
X	X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
Z	Z可形成Z2、Z3兩種氣態(tài)單質(zhì)
Q	在該元素所在周期中，Q的基態(tài)原子的第一電離能最小
R	R的離子為單核離子，且離子半徑是與其具有相同電子層結(jié)構(gòu)離子中半徑最小的
P	Z是P不同周期的鄰族元素；R和P的原子序數(shù)之和為30
W	W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為56，中子數(shù)為30

（1）X、Y、Z三種元素的第一電離能由大到小的順序是

N＞O＞C

（用元素符號(hào)表示，下同）．
（2）T、X兩種元素組成的一種化合物M是重要的化工原料，常把它的產(chǎn)量作為衡量石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志，則M分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為

5：1

．
（3）將amolQ單質(zhì)與bmolR單質(zhì)組成的固體混合物投入到足量的水中，若固體完全溶解最終得到澄清溶液，則同時(shí)產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量為

a+3b

2

mol（用a、b表示）；當(dāng)a=b時(shí)，寫出反應(yīng)的離子方程式

Na+Al+2H₂O=Na⁺+AlO₂^-+2H₂↑

．
（4）Y₂T₄分子中Y原子軌道的雜化類型為

sp³雜化

．Y₂T₄用亞硝酸氧化可生成另一種氫化物，該氫化物的相對(duì)分子質(zhì)量為43.0，其中氮原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.977．寫出Y₂T₄與亞硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

N₂H₄+HNO₂=HN₃+2H₂O

；
（5）YT₃的沸點(diǎn)比化合物XT₄的高，其主要原因是：

NH₃分子間存在氫鍵

；
（6）P的單質(zhì)與T、Z形成的既有極性化學(xué)鍵又有非極性化學(xué)鍵共價(jià)化合物反應(yīng)的離子方程式為

Cl₂+H₂O₂=2H⁺+2Cl^-+O₂↑

．
（7）上述八種元素形成的微粒中的兩種可與硫酸根形成一種復(fù)鹽，向該鹽的濃溶液中逐滴加入0.1mol/L氫氧化鈉溶液，隨著氫氧化鈉溶液的加入，產(chǎn)生沉淀的關(guān)系如圖，則該復(fù)鹽的化學(xué)式為

（NH₄）₃Al（SO₄）₃

．

Answer 1

分析：T、X、Y、Z、Q、R、P、W為周期表前四周期元素，原子序數(shù)依次遞增．T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的原子序數(shù)為1，T為氫元素；X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，則核外電子排布為1s²2s²2p²，故X為碳元素；Z可形成Z₂、Z₃兩種氣態(tài)單質(zhì)，故Z為氧元素；Y原子序數(shù)介于碳元素與氧元素之間，故Y為氮元素；R和P的原子序數(shù)之和為30，氧元素是P元素不同周期的鄰族元素，則P為ⅤA族或ⅦA，故P不可能處于第四周期，故P處于第三周期，且R的原子序數(shù)較小，R的離子為單核離子，且離子半徑是與其具有相同電子層結(jié)構(gòu)離子中半徑最小的，故R為Al元素，則P的原子序數(shù)為30-13=17，故P為Cl元素；Q的原子序數(shù)大于氧元素小于Al元素，在該元素所在周期中，Q的基態(tài)原子的第一電離能最小，故Q處于第三周期，為Na元素；W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為56，中子數(shù)為30，質(zhì)子數(shù)為56-30=26，故W為Fe元素，據(jù)此解答．

解答：解：T、X、Y、Z、Q、R、P、W為周期表前四周期元素，原子序數(shù)依次遞增．T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的原子序數(shù)為1，T為氫元素；X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，則核外電子排布為1s²2s²2p²，故X為碳元素；Z可形成Z₂、Z₃兩種氣態(tài)單質(zhì)，故Z為氧元素；Y原子序數(shù)介于碳元素與氧元素之間，故Y為氮元素；R和P的原子序數(shù)之和為30，氧元素是P元素不同周期的鄰族元素，則P為ⅤA族或ⅦA，故P不可能處于第四周期，故P處于第三周期，且R的原子序數(shù)較小，R的離子為單核離子，且離子半徑是與其具有相同電子層結(jié)構(gòu)離子中半徑最小的，故R為Al元素，則P的原子序數(shù)為30-13=17，故P為Cl元素；Q的原子序數(shù)大于氧元素小于Al元素，在該元素所在周期中，Q的基態(tài)原子的第一電離能最小，故Q處于第三周期，為Na元素；W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為56，中子數(shù)為30，質(zhì)子數(shù)為56-30=26，故W為Fe元素，
（1）同周期自左而右第一電離呈增大趨勢(shì)，但N元素原子2p能級(jí)有3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，失去電子需要的能量較大，第一電離能高于相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（2）H、C兩種元素組成的一種化合物M是重要的化工原料，常把它的產(chǎn)量作為衡量石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志，則M為C₂H₄，分子中含有4個(gè)C-H鍵、1個(gè)C=C雙鍵，單鍵是σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，故C₂H₄分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為5：1，
故答案為：5：1；
（3）將amolNa單質(zhì)與bmolAl單質(zhì)組成的固體混合物投入到足量的水中，若固體完全溶解最終得到澄清溶液，
根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，生成的氫氣的物質(zhì)的量為

amol×1+bmol×3

2

=

a+3b

2

mol，當(dāng)a=b時(shí)，最終恰好反應(yīng)生成NaAlO₂，反應(yīng)的離子方程為Na+Al+2H₂O=Na⁺+AlO₂^-+2H₂↑，
故答案為：

a+3b

2

；Na+Al+2H₂O=Na⁺+AlO₂^-+2H₂↑；
（4）N₂H₄分子中N原子成2個(gè)N-H鍵、1個(gè)N-N鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子對(duì)，N原子雜化軌道數(shù)目為4，N原子采取sp³雜化；N₂H₄用亞硝酸氧化可生成另一種氫化物，該氫化物的相對(duì)分子質(zhì)量為43.0，其中氮原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.977，則該氫化物N原子數(shù)目為

43×0.977

14

=3，氫原子數(shù)目為

43-14×2

1

=1，該氫化物為HN₃，同時(shí)生成水，該反應(yīng)方程式為N₂H₄+HNO₂=HN₃+2H₂O，故答案為：sp³雜化；N₂H₄+HNO₂=HN₃+2H₂O；
（5）NH₃分子間存在氫鍵，NH₃的沸點(diǎn)比化合物CH₄的高，故答案為：NH₃分子間存在氫鍵；
（6）T、Z形成的既有極性化學(xué)鍵又有非極性化學(xué)鍵共價(jià)化合物為H₂O₂，氯氣與H₂O₂生成HCl與氧氣，反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+H₂O₂=2H⁺+2Cl^-+O₂↑，
故答案為：Cl₂+H₂O₂=2H⁺+2Cl^-+O₂↑；
（7）由圖可知，該復(fù)鹽與氫氧化鈉反應(yīng)生成沉淀，該沉淀溶于氫氧化鈉，故應(yīng)含有Al³⁺，溶解氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量為10mol，故n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=n（NaOH）=0.1L×0.1mol/L=0.01mol，沉淀鋁離子需要NaOH的物質(zhì)的量為0.3mol．氫氧化鋁沉淀最大時(shí)，繼續(xù)滴加氫氧化鈉，氫氧化鋁沒(méi)有立即溶解，復(fù)鹽中應(yīng)含有NH₄⁺，故n（NH₄⁺）=0.7L×0.1mol/L-0.3mol-0.1mol=0.3mol，復(fù)鹽中n（NH₄⁺）：n（Al³⁺）=0.3mol：0.1mol=3：1，故該復(fù)鹽的化學(xué)式為（NH₄）₃Al（SO₄）₃，
故答案為：（NH₄）₃Al（SO₄）₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、核外電子排布規(guī)律、電離能、化學(xué)鍵、雜化理論、反應(yīng)圖象與離子推斷等，題目較為綜合，難度較大，（7）是易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，根據(jù)圖象沉淀量隨氫氧化鈉變化判斷存在的離子及離子物質(zhì)的量是解題關(guān)鍵，注意對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的全面掌握，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)和分析解決問(wèn)題的能力．