Question

(14分)W、X、Y、Z是元素周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增加。请结合下表中的信息，回答下列问题

W	基态原子核外有三个能级，p能级电子处在半充满状态
X	是所有元素中电负性最大的元素
Y	气态氢化物及其最高价氧化物对应的水化物均为强酸
Z	原子序数为22，被称为“未来金属”

（1）Z位于元素周期表第_______族；该元素的基态原子价电子排布式为_____________。

（2）W与其同周期相邻的元素的第一电离能由大到小的顺序为________(填元素符号)；X、Y两种元素与氢元素形成的共价键键能较大的是___________(请用元素符号表示)。

（3）X的气态氢化物的沸点在同族元素形成的气态氢化物中最_______(填“高”或“低”)；已知WX₃是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体，沸点：129℃，其固态时的晶体类型为________，WX₃在潮湿的空气中能与水蒸气发生氧化还原反应，反应生成的无色气体遇到空气变为红棕色，写出该反应的化学方程________。

（4）工业上制取Z的方法是：

第一步，在高温时，将金红石(ZO₂)、炭粉混合并通人Y₂制得ZY₄和一种可燃性气体，已知(下列除Z、Y外其他都为实际元素符号)

①ZO₂(s)+2Y­(g)=ZY₄（1）+O₂(g) △H=-410.0kJ·mol^-1

②CO(g)=C(s)+1/2O₂(g) △H=+110.5 kJ·mol^-1

则书写上述反应的热化学方程式是_________________________________________。

第二步，在氩气做保护气的环境中，用过量的金属镁在加热条件下与ZY₄反应制得金属Z。

Answer

（1）IVB（1分），3d24s2（2分）；（2）N>O>C (2分)，H-F键（1分）；

（3）高（1分），分子晶体（1分），3NF3+5H2O=2NO+HNO3+9HF（3分）；

（4）TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g) TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-631kJ/mol（3分）。

【解析】

试题分析： W的基态原子核外有三个能级，p能级电子处在半充满状态，则W是N元素；X是所有元素中电负性最大的元素，则X是F元素；Y气态氢化物及其最高价氧化物对应的水化物均为强酸，则Y是Cl元素。Z原子序数为22，被称为“未来金属”，则Z是Ti元素。（1）Z是Ti元素，位于元素周期表第IVB族；该元素的基态原子价电子排布式为3d24s2；（2）W是N元素，与其同周期相邻的元素是C、O元素。一般情况下，同一周期的元素的原子序数越大，元素的第一电离能就越大。但是由于N原子的原子处于半充满的稳定状态，失去电子比原子序数大1的O元素的还高，所以第一电离能由大到小的顺序为N>O>C；元素的非金属性越强，形成的化合物的稳定性就越强。X是F元素，Y是Cl元素，由于元素的非金属性F>Cl，所以两种元素与氢元素形成的共价键键能较大的是H-F间；（3）F元素的非金属性最强，元素的原子半径最小，其气态氢化物的分子之间除了存在分子间作用力外，还存在氢键，增加了分子之间的吸引力，所以HF的沸点在同族元素形成的气态氢化物中最高；WX3是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体，沸点：129℃，由于熔沸点较低，所以其固态时的晶体类型为分子晶体，NF3在潮湿的空气中能与水蒸气发生氧化还原反应，反应生成的无色气体遇到空气变为红棕色，则该无色气体是NO，根据质量守恒定律可得该反应的化学方程式是:3NF3+5H2O=2NO+HNO3+9HF。（4）①-②×2，可得：TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g) TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-631kJ/mol。

考点：考查元素的推断、元素的性质与原子结构的关系、元素的价电子排布式的书写、元素电负性的比较、化学反应方程式、热化学方程式的书写的知识。