Question

元素X、Y、Z、W位于元素周期表中前四周期，原子序数依次增大．其相关信息如表：

元素	相 关 信 息
X	基态原子核外有三个能级，每个能级的电子数都相等
Y	Y与Z不在同一周期，其原子核外未成对电子数比电子层数多1
Z	可与W形成两种化合物，且水溶液均呈酸性
W	是地壳中质量百分含量第二的金属元素

请回答：
（1）W的基态原子核外电子排布式是

 

．Y单质分子中含

 

个π键，试比较Y与同周期相邻的两种元素的第一电离能大小关系

 

＞

 

＞

 

．（填元素符号）
（2）X与Z形成的最简单的化合物是一种优良的溶剂，它是由

 

（填“极性”、“非极性”） 键构成的

 

（填“极性”、“非极性”）分子
（3）一定条件下Z与Y可形成YZ₃，YZ₃与水反应可生成一种弱酸和一种弱碱，试写出该反应的方程式

 

．
（4）X所形成的一种晶体具有高硬度、高熔点特性，属于

 

（填“分子”、“原子”或“离子”）晶体，该晶体结构中X-X-X键角为

 

．

Answer 1

分析：元素X、Y、Z、W位于元素周期表中前四周期，原子序数依次增大．X基态原子核外有三个能级，每个能级的电子数都相等，则其核外电子排布式为1s²2s²2p²，故X为碳元素；W是地壳中质量百分含量第二的金属元素，则W为Fe元素；Z可与W形成两种化合物，且水溶液均呈酸性，则Z为Cl；Y与Z不在同一周期，结合原子序数可知，Y处于第二周期，Y原子核外未成对电子数比电子层数多1，则未成对电子数为3，故其核外电子排布式为1s²2s²2p³，则Y为氮元素，据此解答．

解答：解：元素X、Y、Z、W位于元素周期表中前四周期，原子序数依次增大．X基态原子核外有三个能级，每个能级的电子数都相等，则其核外电子排布式为1s²2s²2p²，故X为碳元素；W是地壳中质量百分含量第二的金属元素，则W为Fe元素；Z可与W形成两种化合物，且水溶液均呈酸性，则Z为Cl；Y与Z不在同一周期，结合原子序数可知，Y处于第二周期，Y原子核外未成对电子数比电子层数多1，则未成对电子数为3，故其核外电子排布式为1s²2s²2p³，则Y为氮元素，
（1）W为Fe，原子核外有26个电子，其基态原子核外电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²．Y单质分子为N₂，分子中形成N≡N三键，含2个π键．同周期自左而右元素第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级容纳3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故元素第一电离能N＞O＞C，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；2；N；O；C；
（2）C与Cl形成的最简单的化合物是一种优良的溶剂为CCl₄，为正四面体对称结构，是由极性键构成的非极性分子，
故答案为：极性；非极性；
（3）NCl₃与水反应可生成一种弱酸和一种弱碱，生成NH₃?H₂O与HClO，反应方程式为NCl₃+4H₂O=NH₃?H₂O+3HClO，
故答案为：NCl₃+4H₂O=NH₃?H₂O+3HClO；
（4）C元素所形成的一种晶体具有高硬度、高熔点特性，属于原子晶体，该晶体结构每个C原子与周围4个C原子形成正四面体结构，C-C键角为109°28′，
故答案为：原子；109°28′．

点评：本题考查结构位置性质关系应用，涉及核外电子排布、电离能、分子结构与性质、晶体类型与结构等，难度中等，（3）中注意根据信息推断，实质发生水解反应．