Question

2．下表是元素周期表的一部分．表中所列的字母分别代表某一种化学元素．用元素符号来回答以下问题．

（1）X的核外电子排布式是：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）除了T、X两种元素外，余下的元素中，第一电离能最小的是Na．电负性最大的是F．
（3）下列有关上述元素的说法中，正确的是：③⑤（填序号）
①G单质的熔点高于J单质，是因为G单质的金属键较强
②J比X活泼，所以J可以在溶液中置换出X
③将J₂M₂溶于水，要破坏离子键和共价键
④RE₃沸点高于QE₄，主要是因为前者相对分子质量较大
⑤一个Q₂E₄分子中含有五个σ键和一个π键
（4）T可形成+2和+3价的阳离子，其中较稳定的是Fe³⁺．原因：Fe²⁺的价电子排布式是3d⁶，Fe³⁺的价电子排布式是3d⁵，Fe³⁺的3d轨道处于半满状态，能量较低，Fe³⁺离子稳定
（5）R、M的氢化物较稳定的是H₂O（填相应氢化物的化学式）．M的单质在一定条件下可与R的氢化物反应生成R单质．请写出相关的化学方程式4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2N₂+6H₂O．
（6）QM₂在水中的溶解度比NM₂在水中的溶解度要小得多，其原因是：CO₂属于极性分子，SO₂属于极性分子，而水属于极性分子，相似相溶，CO₂在水中溶解性比SO₂在水中的溶解度要小得多．

Answer 1

分析 由元素在周期表中位置可知，E为H、G为Li、J为Na、T为Fe、X为Cu、Q为C、R为N、M为O、N为S．
（1）X为Cu，原子核外电子数为29，根据能量最低原理书写核外电子排布式；
（2）金属性越强，第一电离能越小，同周期自左而右电负性增大、同主族自上而下电负性减小；
（3）①G、J单质均为金属晶体，金属键越强，熔沸点越高；
②Na非常活泼，与溶液中水发生反应；
③将Na₂O₂溶于水生成氢氧化钠与氧气；
④NH₃分子之间存在氢键，沸点高于CH₄；
⑤C₂H₄分子含有4个C-H键、1个C=C双键，单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键；
（4）T为Fe元素，Fe²⁺的价电子排布式是3d⁶，Fe³⁺的价电子排布式是3d⁵，轨道处于全空、全满、半满状态时能量较低，离子稳定；
（5）非金属性越强，对应氢化物越稳定；氧气与氨气反应生成氮气与水；
（6）根据相似相溶原理分析解答．

解答 解：由元素在周期表中位置可知，E为H、G为Li、J为Na、T为Fe、X为Cu、Q为C、R为N、M为O、N为S．
（1）X为Cu，原子核外电子数为29，根据能量最低原理，其核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）除Fe、Cu外，Na的金属性最强，故Na第一电离能最小，同周期自左而右电负性增大、同主族自上而下电负性减小，故F元素电负性最大，故答案为：Na；F；
（3）①G、J单质均为金属晶体，锂离子半径小于钠离子半径，故Li的金属键更强，熔沸点高于钠，故正确；
②Na非常活泼，与溶液中水发生反应，不能置换出Cu，故错误；
③将Na₂O₂溶于水生成氢氧化钠与氧气，要破坏离子键和共价键，故正确；
④NH₃分子之间存在氢键，沸点高于CH₄，故错误
⑤C₂H₄分子含有4个C-H键、1个C=C双键，单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，含有5个σ键、1个π键，故正确，
故答案为：③⑤；
（4）T为Fe元素，Fe²⁺的价电子排布式是3d⁶，Fe³⁺的价电子排布式是3d⁵，Fe³⁺的3d轨道处于半满状态，能量较低，Fe³⁺离子稳定，
故答案为：Fe³⁺；Fe²⁺的价电子排布式是3d⁶，Fe³⁺的价电子排布式是3d⁵，Fe³⁺的3d轨道处于半满状态，能量较低，Fe³⁺离子稳定；
（5）非金属性O＞N，故氢化物稳定性H₂O＞NH₃，氧气在一定条件下可与NH₃反应生成氮气与，反应方程式为：4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2N₂+6H₂O，
故答案为：H₂O；4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2N₂+6H₂O；
（6）CO₂为直线型对称结构，属于极性分子，SO₂中S原子价层电子对数为2+$\frac{6-2×2}{2}$=4，有2对孤电子对，属于V形结构，分子中正负电荷重心不重合，属于极性分子，而水属于极性分子，相似相溶，CO₂在水中溶解性比SO₂在水中的溶解度要小得多，
故答案为：CO₂属于极性分子，SO₂属于极性分子，而水属于极性分子，相似相溶，CO₂在水中溶解性比SO₂在水中的溶解度要小得多．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及元素周期表与元素周期律、核外电子排布、电离能、电负性、晶体类型与性质、分子结构与性质等，需要学生具备扎实的基础，难度中等．