Question

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）H⁺可与T₂Z形成T₃Z⁺，T₃Z⁺中中心原子采用

 

杂化．T₃Z⁺中极性键键角比H₂O中键角大，原因为

 

．
（2）R所形成的四种含氧酸酸性由强到弱的顺序是

 

．
（3）W的基态原子的核外电子排布式为

 

．
（4）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，
1molM分子中σ键和π键的个数比为

 

．
（5）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

 

．

Answer 1

分析：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，则X是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，且Q原子序数大于X，所以Q是Na元素；
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：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，则X是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，且Q原子序数大于X，所以Q是Na元素；
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）H⁺可与H₂O形成H₃O⁺，H₃O⁺中中心原子含有3个σ键和1个孤电子对，所以氧原子采用sp³杂化；水分子中氧原子含有两个孤电子对，孤电子对间的排斥力大于孤电子对和成键电子对键的排斥力，所以H₃O⁺中极性键键角比H₂O中键角大，
故答案为：sp³；孤电子对间的排斥力大于孤电子对和成键电子对键的排斥力；
（2）氧的电负性比氯大，争夺氯的电子，随着氯上的氧的数目的增多，氯上的电子越来越少，使氯具有很强的吸电子的能力，氧本身也有孤电子对，被氯吸引，所以氯氧键增强，从而反而使氯上的电子云密度略微的增大，氧上的减少，氢是质子，相当与一个正电中心，因此与氧结合的更加弱，所以酸性增强，所以Cl所形成的四种含氧酸酸性由强到弱的顺序是 HClO₄＞HClO₃＞HClO₂＞HClO，
故答案为：HClO₄＞HClO₃＞HClO₂＞HClO；
（3）Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理知Cu的基态原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（4）H、C、O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CH₂O，分子空间构型为平面三角形，一个甲醛分子中含有3个σ键和一个π键，所以1molCH₂O分子中σ键和π键的个数比为3：1，
故答案为：3：1；
（5）C与N原子结合形成的C₃N₄晶体，其晶体结构与金刚石类似，但硬度比金刚石大，说明C₃N₄晶体类型和金刚石相同，都为原子晶体，所以C₃N₄晶体硬度大，故答案为：C₃N₄晶体为原子晶体．

点评：本题考查了物质结构和性质，正确推断元素是解本题关键，明确构造原理、晶体类型的判断、杂化方式的判断等即可解答，难度中等．