Question

3．X、Y、Z、R、W为前四周期元素且原子序数依次增大．X的单质与Y的单质在放电条件下反应产生大气污染物，R基态原子的M能层上有3对成对电子，W核外有5个未成对电子．Y、Z分别形成氢化物Q和J，已知Q与J摩尔质量相等，Q的水溶液中加入少量WY₂，立即产生大量气泡．请回答下列问题：
（1）X的氢化物与R的氢化物相遇，生成物中存在的化学键类型有离子键、共价键．W在元素周期表中的位置为第四周期第ⅦB族．
（2）XY₃^-离子的立体构型是平面三角形；ZY₄^2-中的一个Y原子被Z替换后形成Z₂Y₃^2-，则Z₂Y₃^2-离子中心原子的杂化轨道类型为sp³杂化杂化．Z₂Y₃^2-在稀硫酸中的反应为S₂O₃^2-+2H⁺=S+SO₂↑+H₂O．
（3）已知：氢气、Z的固态单质、气态J的燃烧热分别为285.8 kJ/mol、296.8 kJ/mol、562，.0 kJ/mol，则气态J分解生成固态Z和氢气的热化学方程式为：H₂S（g）═S（s）+H₂（g）△H=+20.6 kJ/mol．
（4）在酸性溶液中，WY₄^-能被Q还原为W²⁺，该反应的离子方程式是2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．
（5）第二周期中第一电离能介于Be与x元素之间的元素分别是C和O，与w同周期的最外层仅有一个未成对电子的原子分别是Cr和Cu，其中价电子数目最多的原子其电子排布图为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．

Answer 1

分析 X、Y、Z、R、W为前四周期元素且原子序数依次增大，X的单质与Y的单质在放电条件下反应产生大气污染物NO，则X是N、Y是O元素；R基态原子的M能层上有3对成对电子，则R是Cl元素；W核外有5个未成对电子，则W是Mn元素；Y、Z分别形成氢化物Q和J，Q与J摩尔质量相等，Q的水溶液中加入少量MnO₂，立即产生大量气泡，则Q是H₂O₂、J是H₂S，所以Z是S元素，据此分析解答．

解答 解：（1）X的氢化物是氨气、R的氢化物是HCl，二者相遇生成氯化铵，氯化铵中铵根离子和酸根离子之间存在离子键、N原子和H原子之间存在共价键；Mn元素在元素周期表中的位置为第四周期第ⅦB族，
故答案为：离子键、共价键；第四周期第ⅦB族；
（2）NO₃^-中N原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，所以为平面三角形；SO₄^2-中的一个O原子被S替换后形成S₂O₃^2-，硫酸根离子和硫代硫酸根离子互为等电子体，硫酸根离子中S原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，所以硫酸根离子中S原子杂化方式为sp³杂化，则硫代硫酸根离子中S原子杂化方式为sp³杂化，S₂O₃^2-在稀硫酸中的反应为在S₂O₃^2-+2H⁺=S+SO₂↑+H₂O；
故答案为：平面三角形；sp³杂化；S₂O₃^2-+2H⁺=S+SO₂↑+H₂O；
（3）氢气、S（s）、气态H₂S的燃烧热分别为285.8 kJ/mol、296.8 kJ/mol、562.0 kJ/mol，H₂S分解时△H=285.8 kJ/mol+296.8 kJ/mol-562.0 kJ/mol=+20.6 kJ/mol，
所以其热化学方程式为H₂S（g）═S（s）+H₂（g）△H=+20.6 kJ/mol，
故答案为：H₂S（g）═S（s）+H₂（g）△H=+20.6 kJ/mol；
（4）在酸性溶液中，MnO₄^-能被H₂O₂还原为Mn²⁺，双氧水被氧化生成氧气，离子方程式为2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
（5）X是N，第一电离能大于O，则第二周期中第一电离能介于Be与x元素之间的元素分别是C和O，W是Mn元素，与w同周期的最外层仅有一个未成对电子的原子分别是Cr和Cu，其中价电子数目最多的原子即Cu其电子排布图为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．故答案为：C和O；Cr和Cu；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．

点评 本题考查位置结构性质相互关系及应用，涉及氧化还原反应、热化学方程式的书写、原子杂化、化学键等知识点，综合性较强，正确推断元素、物质是解本题关键，同时考查学生知识迁移能力，知道硫代硫酸根离子中S原子杂化方式判断，为易错点．