Question

原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，四种元素的原子序数之和为32，在周期表中X是原子半径最小的元素，Y、Z左右相邻，Z、W位于同主族。
（1）W原子的核外电子排布式为_________。
（2）均由X、Y、Z三种元素组成的三种常见物质A、B、C分别属于酸、碱、盐，其化学式依次为_________、__________、_________，推测盐中阴离子的空间构型为__________，其中心原子杂化方式为__________。
（3）Z、W两种元素电负性的大小关系为____；Y、Z两种元素第一电离能的大小关系为____。
（4）CO的结构可表示为CO，元素Y的单质Y₂的结构也可表示为YY。右表是两者的键能数据（单位：kJ·mol^-1）:

①结合数据说明CO比Y₂活泼的原因：_____。
②意大利罗马大学Fulvio Cacace等人获得了极具研究意义的Y₄分子，其结构如图所示，请结合上表数据分析，下列说法中，正确的是_____。

A．Y₄为一种新型化合物           B．Y₄与Y₂互为同素异形体
C．Y₄的沸点比P₄（白磷）高       D．1 mol Y₄气体转变为Y₂将放出954.6kJ热量

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁴ (1分)
（2）HNO₃、NH₃·H₂O 、NH₄NO₃ (3分)    平面三角形 (2分)    sp² (1分)
（3）O＞S或S＜O (1分)    N＞O 或O＜N (1分)
（4）①断裂第一个π键消耗能量:CO 273kJ·mol^-1＜ N₂ 523.3kJ·mol^-1,CO中第一个π键更容易断裂,故CO比N₂活泼 (3分)        ② B、D (3分)

试题分析：原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，四种元素的原子序数之和为32，在周期表中X是原子半径最小的元素，则X为氢元素；Y、Z左右相邻，Z、W位于同主族，原子序数Y＜Z＜W，则三者的相对位置为，令Y的原子序数为a，则Z的原子序数为a+1，W的原子序数为a+9，所以a+a+1+a+9=32-1，解得a=7，故X为氢元素，Y为氮元素，Z为氧元素，W为硫元素。
（1）W为S元素，S原子的电子排布式为： 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴ 。
（2）H、N、O三种元素组成的三种常见物质，分别属于酸、碱、盐，为HNO₃、NH₃·H₂O 、NH₄NO₃；NO₃?中N原子作为中心原子提供5个电子，当第VIA族的元素O作为周围原子时，不提供电子，NO₃?有一个负电荷，多1个电子，所以价电子一共6个，即3对。所以没有孤对电子，空间构型为平面三角形，中心原子杂化方式为sp²。
（3）O、S元素位于同主族，电负性O＞S；第一电离能N＞O。
（4）①CO断裂第一个π键消耗能量为1071.9kJ?mol?¹-798.9kJ?mol?¹=273kJ·mol^-1, N₂断裂第一个π键消耗能量为941.7 kJ?mol?¹-418.4kJ?mol?¹=523.3kJ·mol^-1,CO中第一个π键更容易断裂,故CO比N₂活泼。
②A、N₄为单质，错误；B、N₄与N₂是N元素组成的结构和性质不同的单质，互为同素异形体，正确；C、N₄与P₄为结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，所以沸点N₄<P₄，错误；D、1 mol N₄气体转变为N₂放出的热量为：2mol×941.7kJ?mol?¹-6mol×154.8kJ?mol?¹=954.6kJ。