Question

T、X、Y、Z、Q、R、W為周期表前四周期元素，原子序數依次遞增，其相關信息如下表：

元素	相關信息
T	T原子所處的周期數、族序數分別與其原子序數相等
X	X的基態原子中電子占據三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子數相同
Z	Z可形成Z2、Z3兩種氣態單質
Q	在該元素所在周期中，Q的基態原子的第一電離能最小
R	3p能級上有1個電子
W	W的一種核素的質量數為56，中子數為30

（1）X、Y、Z三種元素的第一電離能由大到小的順序是

 

（用元素符號表示，下同），W的基態原子的核外電子排布式為

 

．
（2）X與Y原子結合形成的X₃Y₄晶體，其硬度比金剛石大，則X₃Y₄晶體中含有

 

鍵（填“共價”、“離子”、“金屬”），屬于

 

晶體（填“分子”、“原子”、“離子”）．
（3）T、X兩種元素組成的一種化合物M是重要的化工原料，常把它的產量作為衡量石油化工發展水平的標志，則M分子中σ鍵和π鍵的個數比為

 

．在T-Y、T-Z兩種共價鍵中，鍵長較長的是

 

．
（4）將amolQ單質與bmolR單質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，則同時產生的氣體的物質的量為

 

 mol（用a、b表示）；當a=b時，寫出反應的離子方程式

 

．
（5）已知25℃、101kPa條件下：
4R（s）+3Z₂（g）     2R₂Z₃（s）△H=-2834.9kJ/mol
4R（s）+2Z₃（g）     2R₂Z₃（s）△H=-3119.1kJ/mol
則16g Z₂（g）完全轉化為Z₃（g）的△H=

 

．

Answer 1

分析：T、X、Y、Z、Q、R、W為周期表前四周期元素，原子序數依次遞增，T原子所處的周期數、族序數分別與其原子序數相等，則T的原子序數為1，T為氫元素；X的基態原子中電子占據三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子數相同，則核外電子排布為1s²2s²2p²，故X為碳元素；Z可形成Z₂、Z₃兩種氣態單質，故Z為氧元素；Y原子序數介于碳元素與氧元素之間，故Y為氮元素；R元素原子3p能級上有1個電子，外圍電子排布為3s²3p¹，故R為Al元素；Q的原子序數大于氧元素小于Al元素，在該元素所在周期中，Q的基態原子的第一電離能最小，故Q處于第三周期，為Na元素；W的一種核素的質量數為56，中子數為30，質子數為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，但N元素原子2p能級有3個電子，處于半滿穩定狀態，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；
根據核外電子排布規律書寫Fe的基態原子的核外電子排布式；
（2）C與N原子結合形成的C₃N₄晶體，其硬度比金剛石大，則C₃N₄晶體屬于原子晶體，C原子與N原子之間形成共價鍵；
（3）M是的產量作為衡量石油化工發展水平的標志M為C₂H₄，分子中含有4個C-H鍵、1個C=C雙鍵，單鍵是σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵；
氨氣的穩定性比甲烷弱，穩定性越強，鍵長越短；
（4）固體完全溶解最終得到澄清溶液，根據電子轉移守恒可知，生成的氫氣的物質的量；
a=b時，最終恰好反應生成NaAlO₂，據此書寫；
（5）根據蓋斯定律，書寫3Z₂（g）=2Z₃（g）的熱化學方程式，再根據熱化學方程式計算．

解答：解：T、X、Y、Z、Q、R、W為周期表前四周期元素，原子序數依次遞增，T原子所處的周期數、族序數分別與其原子序數相等，則T的原子序數為1，T為氫元素；X的基態原子中電子占據三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子數相同，則核外電子排布為1s²2s²2p²，故X為碳元素；Z可形成Z₂、Z₃兩種氣態單質，故Z為氧元素；Y原子序數介于碳元素與氧元素之間，故Y為氮元素；R元素原子3p能級上有1個電子，外圍電子排布為3s²3p¹，故R為Al元素；Q的原子序數大于氧元素小于Al元素，在該元素所在周期中，Q的基態原子的第一電離能最小，故Q處于第三周期，為Na元素；W的一種核素的質量數為56，中子數為30，質子數為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，但N元素原子2p能級有3個電子，處于半滿穩定狀態，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，
Fe的基態原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，
故答案為：N＞O＞C；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（2）C與N原子結合形成的C₃N₄晶體，其硬度比金剛石大，則C₃N₄晶體屬于原子晶體，C原子與N原子之間形成共價鍵，
故答案為：共價；原子；
（3）H、C兩種元素組成的一種化合物M是重要的化工原料，常把它的產量作為衡量石油化工發展水平的標志，則M為C₂H₄，分子中含有4個C-H鍵、1個C=C雙鍵，單鍵是σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，故C₂H₄分子中σ鍵和π鍵的個數比為5：1，
氨氣的穩定性比甲烷弱，穩定性越強，鍵長越短，在H-N、H-C兩種共價鍵中，鍵長較長的是H-N，
故答案為：5：1；H-N；
（4）將amolNa單質與bmolAl單質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，
根據電子轉移守恒可知，生成的氫氣的物質的量為

amol×1+bmol×3

2

=

a+3b

2

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

a+3b

2

；Na+Al+2H₂O=Na⁺+AlO₂^-+2H₂↑；
（5）已知25℃、101kPa條件下：
①4R（s）+3Z₂（g）=2R₂Z₃（s）△H=-2834.9kJ/mol
②4R（s）+2Z₃（g）=2R₂Z₃（s）△H=-3119.1kJ/mol
根據蓋斯定律，則①-②得3Z₂（g）=2Z₃（g）△H=+284.2kJ/mol
故16g Z₂（g）完全轉化為Z₃（g）的△H=+284.2kJ/mol×

16g

3mol×32g/mol

=+47.4 kJ/mol，
故答案為：+47.4 kJ/mol．

點評：本題考查結構性質位置關系、核外電子排布規律、電離能、晶體類型與化學鍵、反應熱計算等，題目較為綜合，難度不大，注意對基礎知識的全面掌握，注意（4）中利用守恒思想計算．