Question

【题目】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___________ （填“大于”“等于”或“小于”）；Y、Z 两种元素第 一电离能的大小关系为________________ （填“大于”“等于”或“小于”）。

（4）CO 的结构可表示为C≡O，元素Y 的单质Y2 的结构也可表示为Y≡Y。下表是两者的键能数据(单位：kJmol1):

	AB	A═B	A≡B
CO	357.7	798.9	1071.9
Y2	154.8	418.4	941.7

①结合数据说明 CO 比 Y2 活泼的原因：_________________________。

②意大利罗马大学 FulvioCacace 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. 1mol Y4 气体转变为 Y2 将放出 954.6kJ 热量

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p4 HNO3 NH3H2O NH4NO3 平面三角形 sp2 大于 大于 CO 的第一个π 键的键能为273kJ/mol，N2 中的第一个π 键的键能为523.3kJ/mol，所以CO 的第一个键比N2 更容易断裂 bd

【解析】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是H元素，Y、Z左右相邻，Z、W位于同主族，设Y的原子序数是a，则Z的原子序数是a+1、W原子序数是a+9，a+a+1+a+9+1=32，则a=7，所以Y是N、Z是O、W是S元素。

(1)W是S元素，其原子核外有16个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，故答案为：1s22s22p63s23p4；

(2)均由H、N、O三种元素组成的三种常见物质A、B、C分别属于酸、碱、盐，酸是硝酸、碱是一水合氨、盐是硝酸铵，盐的化学式为NH4NO3，硝酸根离子价层电子对个数=3+ (5+1-3×2)=3且不含孤电子对，所以硝酸根离子空间结构为平面三角形，N原子杂化方式为sp2，故答案为：HNO3；NH3H2O；NH4NO3；平面三角形；sp2；

(3)同一主族元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，所以电负性O＞S；同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素第一电离能大于相邻元素，所以第一电离能N＞O，故答案为：大于；大于；

(4)①根据表中数据可知，断裂C≡O中的一个π键消耗的能量是1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273kJ/mol，断裂N≡N中的一个π键消耗的能量是941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol，断裂一个π键CO比N2更容易，所以CO更活泼，故答案为：CO的第一个π键的键能为273kJ/mol，N2中的第一个π键的键能为523.3kJ/mol，所以CO的第一个键比N2更容易断裂；

②a．N4为单质不是化合物，故a错误；b．N4与N2为同种元素的不同导致，互为同素异形体，故b正确；c．N4和P4都是分子晶体，并且结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，所以白磷的沸点高，故c错误；D.1molN4气体中含有6molN-N键，可生成2molN2，形成2molN≡N键，则1molN4气体转变为N2化学键断裂吸收的热量为6×154.8kJ=928.8kJ，形成化学键放出的热量为941.7kJ×2=1883.4kJ，所以1mo1N4气体转变为N2将放热，则放出的热量=1883.4kJ-928.8kJ=954.6kJ，故D正确；故选bd。