题目内容

15．T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，相关信息如表：
元素相关信息
TT元素可形成自然界硬度最大的单质
WW与T同周期，核外有三个未成对电子
XX原子的第一电离能至第四电离能分别是：I1=578kJ/mol，I2=1817kJ/mol，I3=2745kJ/mol，I4=11575kJ/mol
Y常温常压下，Y单质是固体，其氧化物是形成酸雨的主要物质
ZZ的一种同位素的质量数为63，中子数为34
（1）TY2是一种常用的溶剂，是非极性分子（填极性分子或非极性分子），1mol TY2中存在2NA个σ键．
（2）写出X与NaOH溶液反应的离子方程式2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑．
（3）Z的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，ZYO4溶液常作电镀液，其中YO42-的空间构型是正四面体．
（4）将WH3的水溶液逐滴滴加到ZYO4溶液中，现象为首先形成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，相应的离子方程式为Cu2++2NH3•H2O=Cu（OH）2↓+2NH4+，Cu（OH）2+4NH3=[Cu（NH3）4]2++2OH-；．
（5）已知Z的晶胞结构如图所示，该晶体的原子堆积模型为面心立方最密堆积，又知Z的密度为ρg/cm3，则晶胞边长为$\root{3}{\frac{256}{ρ{N}_{A}}}$ cm（用含p代数式表示）．

分析 T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，T元素可形成自然界硬度最大的单质，则T为碳元素；W与T同周期，核外有3个未成对电子，核外电子排布式为1s22s22p3，则W为N元素；X原子的第四电离能剧增，所以X原子最外层有三个电子，则X为铝元素；常温常压下，Y单质是固体，其氧化物是形成酸雨的主要物质，所以Y为S元素；Z的一种同位素的质量数为63，中子数为34，则Z的质子数为63-34=29，所以Z为铜元素．
（1）CS2与二氧化碳结构类似，直线形对称结构，结构式为S=C=S；
（2）Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气；
（3）Z为Cu元素，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；
SO42-离子的中心原子S的价层电子对为：4+$\frac{6+2-2×4}{2}$=4，孤电子对数为0；
（4）将NH3的水溶液逐滴滴加到CuSO4溶液中，先生成氢氧化铜沉淀，后溶解生成[Cu（NH3）4]2+；
（5）Cu原子处于顶点与面心位置，属于面心立方密堆积，根据均摊法计算晶胞中Cu原子数目，表示出晶胞质量，设该晶胞的边长为xcm，则该晶胞体积为：x3cm3，再根据m=ρV计算．

解答 解：T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，T元素可形成自然界硬度最大的单质，则T为碳元素；W与T同周期，核外有3个未成对电子，核外电子排布式为1s22s22p3，则W为N元素；X原子的第四电离能剧增，所以X原子最外层有三个电子，则X为铝元素；常温常压下，Y单质是固体，其氧化物是形成酸雨的主要物质，所以Y为S元素；Z的一种同位素的质量数为63，中子数为34，则Z的质子数为63-34=29，所以Z为铜元素．
（1）AY2化学式是CS2，其结构式为S=C=S，为直线型结构，分子中正负电荷重心重合，属于非极性分子，其分子中每个双键中含有1个σ键，所以CS2分子存在2个σ键，1mol CS2中存在2NA个σ键，
故答案为：非极性分子；2NA；
（2）Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应离子方程式为：2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑，
故答案为：2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑；
（3）Z为Cu元素，原子核外电子数为29，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，SO42-离子的中心原子S的价层电子对为：4+$\frac{6+2-2×4}{2}$=4，孤电子对数为0，为正四面体构型，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；正四面体；
（4）将NH3的水溶液逐滴滴加到CuSO4溶液中，先生成氢氧化铜沉淀，后溶解生成[Cu（NH3）4]2+，反应离子方程式：Cu2++2NH3•H2O=Cu（OH）2↓+2NH4+，Cu（OH）2+4NH3=[Cu（NH3）4]2++2OH-；，现象为：首先形成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，
故答案为：首先形成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液；Cu2++2NH3•H2O=Cu（OH）2↓+2NH4+，Cu（OH）2+4NH3=[Cu（NH3）4]2++2OH-；
（5）Z为Cu元素，铜原子位于顶点和面心，属于面心立方最密堆积，每个晶胞中含有铜原子的数目为：8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{4}$=4，晶胞中含有4个铜原子，则晶胞的质量为：$\frac{64×4}{{N}_{A}}$g，设该晶胞的边长为xcm，则该晶胞体积为：x3cm3，则：$\frac{64×4}{{N}_{A}}$g=x3cm3×ρg/cm3，整理可得x=$\root{3}{\frac{256}{ρ{N}_{A}}}$，
故答案为：面心立方最密堆积；$\root{3}{\frac{256}{ρ{N}_{A}}}$．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、分子结构与性质、化学键、空间构型、配合物、晶胞结构与计算等，是对物质结构主干知识的考查，熟练掌握基础知识并灵活运用，难度中等．

练习册系列答案
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B．恒温恒容再充入a mol CO和2a mol H2
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