Question

T、X、Y、Z、Q、R、P、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	R的離子為單核離子，且離子半徑是與其具有相同電子層結構離子中半徑最小的
P	Z是P不同周期的鄰族元素；R和P的原子序數之和為30
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

N＞O＞C

（用元素符號表示，下同）．
（2）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

5：1

．
（3）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

a+3b

2

mol（用a、b表示）；當a=b時，寫出反應的離子方程式

Na+Al+2H₂O=Na⁺+AlO₂^-+2H₂↑

．
（4）Y₂T₄分子中Y原子軌道的雜化類型為

sp³雜化

．Y₂T₄用亞硝酸氧化可生成另一種氫化物，該氫化物的相對分子質量為43.0，其中氮原子的質量分數為0.977．寫出Y₂T₄與亞硝酸反應的化學方程式

N₂H₄+HNO₂=HN₃+2H₂O

；
（5）YT₃的沸點比化合物XT₄的高，其主要原因是：

NH₃分子間存在氫鍵

；
（6）P的單質與T、Z形成的既有極性化學鍵又有非極性化學鍵共價化合物反應的離子方程式為

Cl₂+H₂O₂=2H⁺+2Cl^-+O₂↑

．
（7）上述八種元素形成的微粒中的兩種可與硫酸根形成一種復鹽，向該鹽的濃溶液中逐滴加入0.1mol/L氫氧化鈉溶液，隨著氫氧化鈉溶液的加入，產生沉淀的關系如圖，則該復鹽的化學式為

（NH₄）₃Al（SO₄）₃

．

Answer 1

分析：T、X、Y、Z、Q、R、P、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和P的原子序數之和為30，氧元素是P元素不同周期的鄰族元素，則P為ⅤA族或ⅦA，故P不可能處于第四周期，故P處于第三周期，且R的原子序數較小，R的離子為單核離子，且離子半徑是與其具有相同電子層結構離子中半徑最小的，故R為Al元素，則P的原子序數為30-13=17，故P為Cl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，據此解答．

解答：解：T、X、Y、Z、Q、R、P、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和P的原子序數之和為30，氧元素是P元素不同周期的鄰族元素，則P為ⅤA族或ⅦA，故P不可能處于第四周期，故P處于第三周期，且R的原子序數較小，R的離子為單核離子，且離子半徑是與其具有相同電子層結構離子中半徑最小的，故R為Al元素，則P的原子序數為30-13=17，故P為Cl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，
故答案為：N＞O＞C；
（2）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，
故答案為：5：1；
（3）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↑；
（4）N₂H₄分子中N原子成2個N-H鍵、1個N-N鍵，含有1對孤對電子對，N原子雜化軌道數目為4，N原子采取sp³雜化；N₂H₄用亞硝酸氧化可生成另一種氫化物，該氫化物的相對分子質量為43.0，其中氮原子的質量分數為0.977，則該氫化物N原子數目為

43×0.977

14

=3，氫原子數目為

43-14×2

1

=1，該氫化物為HN₃，同時生成水，該反應方程式為N₂H₄+HNO₂=HN₃+2H₂O，故答案為：sp³雜化；N₂H₄+HNO₂=HN₃+2H₂O；
（5）NH₃分子間存在氫鍵，NH₃的沸點比化合物CH₄的高，故答案為：NH₃分子間存在氫鍵；
（6）T、Z形成的既有極性化學鍵又有非極性化學鍵共價化合物為H₂O₂，氯氣與H₂O₂生成HCl與氧氣，反應的離子方程式為Cl₂+H₂O₂=2H⁺+2Cl^-+O₂↑，
故答案為：Cl₂+H₂O₂=2H⁺+2Cl^-+O₂↑；
（7）由圖可知，該復鹽與氫氧化鈉反應生成沉淀，該沉淀溶于氫氧化鈉，故應含有Al³⁺，溶解氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉的物質的量為10mol，故n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=n（NaOH）=0.1L×0.1mol/L=0.01mol，沉淀鋁離子需要NaOH的物質的量為0.3mol．氫氧化鋁沉淀最大時，繼續滴加氫氧化鈉，氫氧化鋁沒有立即溶解，復鹽中應含有NH₄⁺，故n（NH₄⁺）=0.7L×0.1mol/L-0.3mol-0.1mol=0.3mol，復鹽中n（NH₄⁺）：n（Al³⁺）=0.3mol：0.1mol=3：1，故該復鹽的化學式為（NH₄）₃Al（SO₄）₃，
故答案為：（NH₄）₃Al（SO₄）₃．

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、化學鍵、雜化理論、反應圖象與離子推斷等，題目較為綜合，難度較大，（7）是易錯點、難點，根據圖象沉淀量隨氫氧化鈉變化判斷存在的離子及離子物質的量是解題關鍵，注意對基礎知識的全面掌握，需要學生具有扎實的基礎和分析解決問題的能力．