Question

现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：

元素编号	元素性质或原子结构
T	M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍
X	最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y	常温下单质为双原子分子，其氢化物的水溶液呈碱性
Z	原子最外层电子数是次外层的三倍
M	与X、Y、Z既能形成10电子分子又能形成18电子分子

完成下列问题：
（1）元素T在周期表中位于第______周期第______纵行．
（2）T、X、Y、Z、M原子半径由大到小的顺序是______．
（3）元素Z与M可形成4原子18电子的分子，该分子的电子式是______．
（4）元素Z与元素T相比，非金属性较强的是______（用元素符号表示），下列表述中能证明这______．
a．常温下Z的单质和T的单质状态不同
b．Z的氢化物比T的氢化物稳定
c． Z的氢化物沸点比T的氢化物沸点高
d．Z单质可将T单质从其氢化物水溶液中置换出来
（5）Y、Z、M可以形成一种盐，此盐中M、Y、Z元素的原子的个数比为4：2：3，该盐的水溶液中离子浓度由大到小的顺序是______，已知该盐溶液的pH值为5，则该盐溶液中水电离出的氢离子浓度为______．
（6）右图为元素X与Z形成的化合物分子XZ₂的晶胞结构，在该晶胞中，离每一个XZ₂最近的XZ₂有______个，若
已知该晶胞的边长为a cm，XZ₂的摩尔质量为M g/mol，阿伏伽德罗常数为N_A．则该晶胞的密度为______g/cm³．（写出表达式）

Answer 1

【答案】分析：T元素M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍，为S元素；
X元素最外层电子数是次外层电子数的2倍，应为C元素；
Y元素常温下单质为双原子分子，其氢化物的水溶液呈碱性，应为N元素；
Z元素原子最外层电子数是次外层的三倍，应为O元素；
M元素与X、Y、Z既能形成10电子分子又能形成18电子分子，应为H元素，
根据元素结构、性质的递变规律判断原子半径、非金属性强弱，利用盐类水解原理比较离子浓度大小顺序，运用均摊发计算晶胞．
解答：解：T元素M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍，为S元素；
X元素最外层电子数是次外层电子数的2倍，应为C元素；
Y元素常温下单质为双原子分子，其氢化物的水溶液呈碱性，应为N元素；
Z元素原子最外层电子数是次外层的三倍，应为O元素；
M元素与X、Y、Z既能形成10电子分子又能形成18电子分子，应为H元素，
（1）T元素M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍，为S元素，位于元素周期表中第三周期第ⅥA族，即第16枞行，故答案为：3；16；
（2）周期表中，同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，则T、X、Y、Z、M原子半径由大到小的顺序是S＞C＞N＞O＞H，故答案为：S＞C＞N＞O＞H；
（3）元素Z与M可形成4原子18电子的分子，即H₂O₂，为共价化合物，电子式为，故答案为：；
（4）Z为O元素，T为S元素，位于同一主族，同一主族中，从上到下元素的非金属性逐渐减弱，则非金属性较强的元素为O，如元素的非金属性越强，则氢化物的稳定性越强，非金属性越强，单质的氧化性越强，可通过单质之间的置换反应证明，单质的聚集状态或氢化物的沸点高低属于物理性质，与非金属性无关，故答案为：O；bd；
（5）Y、Z、M可以形成一种盐，此盐中M、Y、Z元素的原子的个数比为4：2：3，则该盐为NH₄NO₃，溶液中NH₄⁺离子水解，溶液呈酸性，则c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺），c（H⁺）＞c（OH^-），
由于NH₄⁺离子水解程度较弱，则c（NH₄⁺）＞c（H⁺），所以离子的顺序为c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
该盐溶液的pH值为5，则c（H⁺）=10^-5mol/L，溶液中H⁺离子全部由水电离产生，
故答案为：c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；10^-5mol/L；
（6）晶胞中离每一个CO₂最近的CO₂分子分别是位于顶点和面心的分子，则离每一个CO₂最近的CO₂分子数位：=12，
已知该晶胞的边长为a cm，XZ₂的摩尔质量为M g/mol，阿伏伽德罗常数为N_A．则该晶胞的密度为
晶胞中含有CO₂分子的个数为：=4，则晶胞的质量为：，晶胞的体积为：a³cm³，
则ρ==（g/cm³）=（g/cm^3），
故答案为：12；．
点评：本题考查元素推断，题目难度较大，较为综合，注意晶胞的计算为该题的难点，利用均摊法计算．