Question

9．T、X、Y、Z、Q、R、W为周期表前四周期元素，原子序数依次递增．已知：
①W的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；
②T原子所处的周期数、族序数分别与其原子序数相等；
③X的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子数相同；
④Z的基态原子价电子排布为ns²npⁿ⁺²；
⑤在该元素所在周期中，Q的基态原子的第一电离能最小；
⑥R的单质常温常压下是气体，其基态原子的M层上有1个未成对的p电子；
（1）Y的氢化物分子间能形成氢键，R的氢化物分子间不易形成氢键，原因是Cl的原子半径比N大．
（2）W的基态原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，该元素与元素X、Y能形成的[W（XY）₄]^2-离子中，含有的化学键是bd．
a．离子键            b．极性键           c．非极性键        d．配位键
（3）T、X、Z三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常见的有害气体，它的分子式为XT₂Z，分子空间构型为平面三角形，则该分子中中心原子采取sp²杂化，1molM分子中σ键和π键的个数比为3：1．
（4）X与Y原子结合形成的X₃Y₄晶体，其晶体结构与金刚石类似，但硬度比金刚石大，请解释原因是C₃N₄与金刚石均原子晶体，由于N原子半径小于碳原子半径，故C-N键长比C-C键长短，C-N键能更大，更稳定，所以C₃N₄晶体硬度大．

Answer 1

分析 T、X、Y、Z、Q、R、W为周期表前四周期元素，原子序数依次递增．已知：
①W的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素，则W是Cu元素；
②T原子所处的周期数、族序数分别与其原子序数相等，则T是H元素；
③X的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子数相同，原子核外电子排布为1s²2s²2p²，故X为C元素；
⑤在该元素所在周期中，Q的基态原子的第一电离能最小，则Q为Na；
④Z的基态原子价电子排布为ns²npⁿ⁺²，且Z原子序数小于Q，Z属于第二周期元素，所以n=2，则Z是O元素，Y原子序数介于碳、氧之间，故Y是N元素；
⑥R的单质常温常压下是气体，其基态原子的M层上有1个未成对的p电子，且原子序数大于Q，则R是Cl元素．

解答 解：T、X、Y、Z、Q、R、W为周期表前四周期元素，原子序数依次递增．已知：
①W的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素，则W是Cu元素；
②T原子所处的周期数、族序数分别与其原子序数相等，则T是H元素；
③X的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子数相同，原子核外电子排布为1s²2s²2p²，故X为C元素；
⑤在该元素所在周期中，Q的基态原子的第一电离能最小，则Q为Na；
④Z的基态原子价电子排布为ns²npⁿ⁺²，且Z原子序数小于Q，Z属于第二周期元素，所以n=2，则Z是O元素，Y原子序数介于碳、氧之间，故Y是N元素；
⑥R的单质常温常压下是气体，其基态原子的M层上有1个未成对的p电子，且原子序数大于Q，则R是Cl元素．
（1）Y的氢化物为氨气，R的氢化物为HCl，氨气分子间易形成氢键，而Cl的原子半径比N大，HCl分子之间不易形成氢键
故答案为：Cl的原子半径比N大；
（2）W为Cu，其基态原子电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，该元素与元素X、Y能形成的[Cu（CN）₄]^2-离子，Cu²⁺离子与CN^-离子之间形成配位键，CN^-离子中碳原子与氮原子之间形成极性键，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；bd；
（3）XT₂Z的分子式为CH₂O，结构式为，碳原子形成3个σ键，没有孤电子对，则C原子采取sp²杂化，1mol该分子中σ键和π键的个数比为3：1，
故答案为：sp²；3：1；
（4）C与N原子结合形成的C₃N₄晶体，其晶体结构与金刚石类似，都属于原子晶体，由于N原子半径小于碳原子半径，故C-N键长比C-C键长短，C-N键能更大，更稳定，所以C₃N₄晶体硬度大，
故答案为：C₃N₄与金刚石均原子晶体，由于N原子半径小于碳原子半径，故C-N键长比C-C键长短，C-N键能更大，更稳定，所以C₃N₄晶体硬度大．

点评 本题考查是对物质结构和性质的考查，涉及氢键、核外电子排布、化学键、配合物、杂化轨道、晶体类型与性质，正确推断元素是解本题关键，难度中等．