Question

[化学—选修3物质结构与性质] T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，相关信息如下表。

元素	相关信息
T	T元素可形成自然界硬度最大的单质
W	W与T同周期，核外有一个未成对电子
X	X原子的第一电离能至第四电离能分别是：I1=578kJ/mol，I2=1817kJ/mol，I3=2745kJ/molkJ/mol，I4=11575kJ/mol
Y	常温常压下，Y单质是固体，其氧化物是形成酸雨的主要物质
Z	Z的一种同位素的质量数为63，中子数为34

（1）TY₂是一种常用的溶剂，是            （填极性分子或非极性分子），分子中存在           个σ 键。W的最简单氢化物容易液化，理由是            。

（2）在25℃、101kpa下，已知13.5g的X固体单质在O₂气体中完全燃烧后恢复至原状态，放热419kJ，该反应的热化学方程式为        。

（3）基态Y原子中，电子占据的最高能层符号        ，该能层具有的原子轨道数为              、电子数为          。Y、氧、W元素的第一电离能由大到小顺序为       （用元素符号作答）。

（4）已知Z的晶胞结构如图所示，又知Z的密度为9．00 g/cm³，则晶胞边长为       ；ZYO₄常作电镀液，其中YO₄^2－的空间构型是            ，其中Y原子的杂化轨道类型是         。元素Z与人体分泌物中的盐酸以及空气反应可生成超氧酸：Z＋HCl＋O₂＝ZCl＋HO₂，HO₂ （超氧酸）不仅是一种弱酸而且也是一种自由基，具有极高的活性。下列说法或表示正确的是     

A．O₂是 氧化剂

B．HO₂ 是氧化产物

C． HO₂在碱中能稳定存在

D．1 mol Z参加反应有1 mol电子发生转移

Answer

（1）非极性分子，2，分子间形成氢键；（2）4Al（s）+ 3 O2(g) =2Al2O3(s) △H= -3352Kjmol；（3）M，9 ，6，N＞O＞S；（4）3.61×10-8cm，正四面体结构，sp3，A D。

【解析】

试题分析：T形成自然界硬度最大的单质，即为金刚石，T：C，原子序数依次增大，W与C同周期，核外有一个未成对电子，即W：N，X的电离能第三电离能到第四电离能发生突变，即最外层有三个电子，故X：Al，Y的氧化物形成酸雨的主要物质，即Y：S，Z的质子数=63－34=29，Z：Cu，(1)形成的化合物为CS2，空间构型为直线型，因此属于非极性分子，其结构式为S=C=S，两个成键元素之间只能形成1个σ键，因此CS2中有2个σ键，W的氢化物为NH3，因为存在氢键，所以容易被液化；（2）4Al＋3O2=2Al2O3，4molAl燃烧放出的热量为419×4×27/13.5kJ=3352 kJ，即热化学反应方程式为：4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s) △H=－3352kJ·mol－1；（3）属于第三周期第ⅥA族元素，能层分别为K、L、M，能量离核越远能量越高，最高能层为M，该能层具有的原子轨道数为9，电子数为6，同一周期从左向右第一电离能增大，ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA，同主族从上到下，第一电离能减小，即顺序是N>O>S；（4）利用均摊法晶胞中含有铜原子的个数为8×1/8＋6×1/2=4，因此此晶胞的质量4×64/NAg，根据密度的定义式，9=4×64/(NA×a3)，a=3.61×10-8cm，SO42－中含有4个σ键，孤电子对数=1/2×(6＋2－4×2)=0，因此价层电子对数为4，属于正四面体结构，杂化轨道数=价层电子对数=4，即S的杂化类型为sp3，A、根据化合价的变化，O2的化合价降低，作氧化剂，故正确；B、HO2属于还原产物，故错误；C、HO2属于一种弱酸，在碱性中发生中和反应，因此不能存在碱性溶液中，故错误；D、CuCl中Cu显＋1价，因此1molCu参加反应有1mol电子失去，故正确。

考点：考查元素的推断、热化学反应方程式的书写、第一电离能、空间结构、杂化类型、晶胞等知识。