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．
已知：①W的原子序數為29，其余的均為短周期主族元素；
②T原子所處的周期數、族序數分別與其原子序數相等；
③X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；
④Z的基態原子價電子排布為ns²npⁿ⁺²；
⑤在該元素所在周期中，Q的基態原子的第一電離能最小；
⑥R的單質常溫常壓下是氣體，其基態原子的M層上有1個未成對的p電子；
（1）H⁺可與T₂Z形成T₃Z⁺，T₃Z⁺中中心原子采用

 

雜化．T₃Z⁺中極性鍵鍵角比H₂O中鍵角大，原因為

 

．
（2）R所形成的四種含氧酸酸性由強到弱的順序是

 

．
（3）W的基態原子的核外電子排布式為

 

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（4）T、X、Z三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常見的有害氣體，它的分子式為XT₂Z，分子空間構型為平面三角形，
1molM分子中σ鍵和π鍵的個數比為

 

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（5）X與Y原子結合形成的X₃Y₄晶體，其晶體結構與金剛石類似，但硬度比金剛石大，請解釋原因是

 

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Answer 1

分析：①W的原子序數為29，其余的均為短周期主族元素，則W是Cu元素；
②T原子所處的周期數、族序數分別與其原子序數相等，則T是H元素；
③X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X是C元素；
⑤在該元素所在周期中，Q的基態原子的第一電離能最小，且Q原子序數大于X，所以Q是Na元素；
④Z的基態原子價電子排布為ns²npⁿ⁺²，且Z原子序數小于Q，Z屬于第二周期元素，所以n=2，則Z是O元素，Y是N元素；
⑥R的單質常溫常壓下是氣體，其基態原子的M層上有1個未成對的p電子，且原子序數大于Q，則R是Cl元素．

解答：解：①W的原子序數為29，其余的均為短周期主族元素，則W是Cu元素；
②T原子所處的周期數、族序數分別與其原子序數相等，則T是H元素；
③X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X是C元素；
⑤在該元素所在周期中，Q的基態原子的第一電離能最小，且Q原子序數大于X，所以Q是Na元素；
④Z的基態原子價電子排布為ns²npⁿ⁺²，且Z原子序數小于Q，Z屬于第二周期元素，所以n=2，則Z是O元素，Y是N元素；
⑥R的單質常溫常壓下是氣體，其基態原子的M層上有1個未成對的p電子，且原子序數大于Q，則R是Cl元素；
（1）H⁺可與H₂O形成H₃O⁺，H₃O⁺中中心原子含有3個σ鍵和1個孤電子對，所以氧原子采用sp³雜化；水分子中氧原子含有兩個孤電子對，孤電子對間的排斥力大于孤電子對和成鍵電子對鍵的排斥力，所以H₃O⁺中極性鍵鍵角比H₂O中鍵角大，
故答案為：sp³；孤電子對間的排斥力大于孤電子對和成鍵電子對鍵的排斥力；
（2）氧的電負性比氯大，爭奪氯的電子，隨著氯上的氧的數目的增多，氯上的電子越來越少，使氯具有很強的吸電子的能力，氧本身也有孤電子對，被氯吸引，所以氯氧鍵增強，從而反而使氯上的電子云密度略微的增大，氧上的減少，氫是質子，相當與一個正電中心，因此與氧結合的更加弱，所以酸性增強，所以Cl所形成的四種含氧酸酸性由強到弱的順序是 HClO₄＞HClO₃＞HClO₂＞HClO，
故答案為：HClO₄＞HClO₃＞HClO₂＞HClO；
（3）Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，根據構造原理知Cu的基態原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（4）H、C、O三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常見的有害氣體，它的分子式為CH₂O，分子空間構型為平面三角形，一個甲醛分子中含有3個σ鍵和一個π鍵，所以1molCH₂O分子中σ鍵和π鍵的個數比為3：1，
故答案為：3：1；
（5）C與N原子結合形成的C₃N₄晶體，其晶體結構與金剛石類似，但硬度比金剛石大，說明C₃N₄晶體類型和金剛石相同，都為原子晶體，所以C₃N₄晶體硬度大，故答案為：C₃N₄晶體為原子晶體．

點評：本題考查了物質結構和性質，正確推斷元素是解本題關鍵，明確構造原理、晶體類型的判斷、雜化方式的判斷等即可解答，難度中等．