Question

X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素，其相关信息如表：

元素	相关信息
X	X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3
Y	Y是地壳中含量最高的元素
Z	Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1
W	W的一种核素的质量数为28，中子数为14
T	常温常压下，T单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积
P	P的价层电子排布为[Ar]3d104s2

（1）W位于元素周期表第　　周期第　族；W的原子半径比X的　　（填“大”“小”）．

（2）TY₂中心原子的杂化方式为　；XY₂中一个分子周围有　　个紧邻分子；堆积方式与XY₂晶胞类型相同的金属有　　（从“Cu、Mg、K、Po”中选出正确的），其空间利用率为　　．

（3）Z的第一电离能比Mg的　　（填“大”或“小”）；写出Z单质与NaOH溶液反应的化学方程式　　．

（4）写出W的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式　　；W的最高价氧化物与XY₂的熔点较高的是，原因是　　．

（5）处理含XO、TO₂烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质T．已知：

XO（g）+1/2O₂（g）═XO₂（g）△H=﹣283.0kJ•mol^﹣1

T（s）+O₂（g）═TO₂（g）△H=﹣296.0kJ•mol^﹣1

此反应的热化学方程式是　．

（6）P在周期表的　区；P和T形成的化合物PT在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛．立方PT晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0pm，密度为　　 g•cm^﹣3（列式并计算）．

Answer 1

考点：

位置结构性质的相互关系应用；元素电离能、电负性的含义及应用；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断．

分析：

X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素，Y是地壳中含量最高的元素，则Y为O元素；Z的基态原子最外层电子排布式为3s²3p¹，则Z为Al；W的一种核素的质量数为28，中子数为14，其质子数为28﹣14=14，故W为Si；X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H₂XO₃，即最高正价为+4，原子序数小于氧，则X为C元素；常温常压下，T单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积，则T为S元素；P的价层电子排布为[Ar]3d¹⁰4s²，则P为Zn．

解答：

解：X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素，Y是地壳中含量最高的元素，则Y为O元素；Z的基态原子最外层电子排布式为3s²3p¹，则Z为Al；W的一种核素的质量数为28，中子数为14，其质子数为28﹣14=14，故W为Si；X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H₂XO₃，即最高正价为+4，原子序数小于氧，则X为C元素；常温常压下，T单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积，则T为S元素；P的价层电子排布为[Ar]3d¹⁰4s²，则P为Zn．

（1）W为Si，位于元素周期表第三周期第ⅣA族；同主族自上而下原子半径增大，故原子半径Si＞C，

故答案为：三；ⅣA；大；

（2）SO₂中心S原子价层电子对数为2+=3，故S原子的杂化方式为sp²；二氧化碳晶体为分子密堆积，分子位于晶胞的顶点与面心，CO₂中一个分子周围有12个紧邻分子；堆积方式与CO₂晶胞类型相同的金属为面心立方最密堆积，有Cu（从“Cu、Mg、K、Po”中选出正确的），其空间利用率为74%，

故答案为：sp²；12；Cu；74%；

（3）Mg的3s能级容纳2个电子，为全满稳定状态，能量较低，第一电离能高于Al，Al单质与NaOH溶液反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+H₂↑，

故答案为：小；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+H₂↑；

（4）W的最高价氧化物SiO₂，与NaOH溶液反应的离子方程式：SiO₂+2OH^﹣=SiO₃^2﹣+H₂O；二氧化硅属于原子晶体，二氧化碳属于分子晶体，故二氧化硅的熔点较高，

故答案为：SiO₂+2OH^﹣=SiO₃^2﹣+H₂O；SiO₂；二氧化硅属于原子晶体，二氧化碳属于分子晶体；

（5）处理含CO、SO₂烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质S，反应方程式为：2CO+SO₂=2CO₂+S，

已知：①CO（g）+O₂（g）═CO₂（g）△H=﹣283.0kJ•mol^﹣1

②S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=﹣296.0kJ•mol^﹣1

①×2﹣①得：2CO（g）+SO₂（g）=2CO₂（g）+S（s）△H=﹣270kJ/mol，

故答案为：2CO（g）+SO₂（g）=2CO₂（g）+S（s）△H=﹣270kJ/mol；

（6）P为Zn，在周期表的ds区；黑球全部在晶胞内部，该晶胞中含有黑球个数是4，白球个数=×8+×6=4，化合物ZnS，晶胞ρ==4.1g/cm³，

故答案为：ds；4.1．

点评：

本题考查结构性质位置关系应用，涉及杂化轨道、晶体类型与性质、晶胞结构与计算、热化学方程式书写等，熟记中学常见晶胞结构，难度中等．