Question

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____；Y、Z兩種元素第一電離能的大小關(guān)系為____。
（4）CO的結(jié)構(gòu)可表示為CO，元素Y的單質(zhì)Y₂的結(jié)構(gòu)也可表示為YY。右表是兩者的鍵能數(shù)據(jù)（單位：kJ·mol^-1）:

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)Fulvio Cacace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(qǐng)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．1 mol Y₄氣體轉(zhuǎn)變?yōu)閅₂將放出954.6kJ熱量

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁴ (1分)
（2）HNO₃、NH₃·H₂O 、NH₄NO₃ (3分)    平面三角形 (2分)    sp² (1分)
（3）O＞S或S＜O (1分)    N＞O 或O＜N (1分)
（4）①斷裂第一個(gè)π鍵消耗能量:CO 273kJ·mol^-1＜ N₂ 523.3kJ·mol^-1,CO中第一個(gè)π鍵更容易斷裂,故CO比N₂活潑 (3分)        ② B、D (3分)

試題分析：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為氫元素；Y、Z左右相鄰，Z、W位于同主族，原子序數(shù)Y＜Z＜W，則三者的相對(duì)位置為，令Y的原子序數(shù)為a，則Z的原子序數(shù)為a+1，W的原子序數(shù)為a+9，所以a+a+1+a+9=32-1，解得a=7，故X為氫元素，Y為氮元素，Z為氧元素，W為硫元素。
（1）W為S元素，S原子的電子排布式為： 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴ 。
（2）H、N、O三種元素組成的三種常見物質(zhì)，分別屬于酸、堿、鹽，為HNO₃、NH₃·H₂O 、NH₄NO₃；NO₃?中N原子作為中心原子提供5個(gè)電子，當(dāng)?shù)赩IA族的元素O作為周圍原子時(shí)，不提供電子，NO₃?有一個(gè)負(fù)電荷，多1個(gè)電子，所以價(jià)電子一共6個(gè)，即3對(duì)。所以沒有孤對(duì)電子，空間構(gòu)型為平面三角形，中心原子雜化方式為sp²。
（3）O、S元素位于同主族，電負(fù)性O(shè)＞S；第一電離能N＞O。
（4）①CO斷裂第一個(gè)π鍵消耗能量為1071.9kJ?mol?¹-798.9kJ?mol?¹=273kJ·mol^-1, N₂斷裂第一個(gè)π鍵消耗能量為941.7 kJ?mol?¹-418.4kJ?mol?¹=523.3kJ·mol^-1,CO中第一個(gè)π鍵更容易斷裂,故CO比N₂活潑。
②A、N₄為單質(zhì)，錯(cuò)誤；B、N₄與N₂是N元素組成的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同的單質(zhì)，互為同素異形體，正確；C、N₄與P₄為結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，所以沸點(diǎn)N₄<P₄，錯(cuò)誤；D、1 mol N₄氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹₂放出的熱量為：2mol×941.7kJ?mol?¹-6mol×154.8kJ?mol?¹=954.6kJ。