Question

14．元素周期表中前两周期的六种元素X、Y、Z、M、N、Q原子序数依次增大，六种元素价电子数之和为26，原子半径依Y、Z、M、N、Q、X依次减小．依据信息，回答下列问题：
（1）Q的核外电子排布图为．
（2）除X外，其余元素的第一电离能由小到大的顺序为B＜C＜O＜N＜F（用元素符号作答）．
（3）固体A是由以上六种元素中的某些元素组成的离子晶体，结构类似于CsCl，组成中含M元素的质量分数为73.7%，A所有原子的最外层都满足稀有气体原子结构，A受热分解可生成两种单质气体．写出A的电子式，常温下A与水反应的化学方程式为NH₄H+H₂O=NH₃•H₂O+H₂↑．
（4）Z元素形成的另一种分子晶体结构如图所示，Z₆₀分子是由60个Z原子构成的，形状酷似足球，有32个面，其中12个面为正五边形，20个面为正六形．Z₆₀分子可与Q元素形成的单质Q₂发生加成反应，则加成产物的化学式为C₆₀F₆₀．

Answer 1

分析 元素周期表中前两周期的六种元素价电子数之和为26，价电子只能为1、3、4、5、6、7，而元素X、Y、Z、M、N、Q原子序数依次增大，原子半径依Y、Z、M、N、Q、X依次减小，则X为H元素，Y为B、Z为C、M为N、N为O、Q为F．
（1）Q为F，原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁵，根据泡利原理、洪特规则画出排布图；
（2）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大强酸，但ⅡA族、ⅤA族元素第一电离能高于同周期相邻元素的；
（3）固体A是由以上六种元素中的某些元素组成的离子晶体，结构类似于CsCl，应为铵盐，A所有原子的最外层都满足稀有气体原子结构，A受热分解可生成两种单质气体，该化合物为NH₄H，组成中含N元素的质量分数为73.7%，符合题意；
（4）C₆₀分子中每个碳原子形成多边形边数为3，则分子含有边数为$\frac{60×3}{2}$=90，即分子中含有的碳碳单键、与碳碳双键数目之和为90，每个碳原子形成4对共用电子对，故每个碳原子形成3个边中有2个碳碳单键、1个碳碳双键，则含有碳碳双键数目为90×$\frac{1}{3}$=30，碳碳双键与氟气发生加成反应．

解答 解：元素周期表中前两周期的六种元素价电子数之和为26，价电子只能为1、3、4、5、6、7，而元素X、Y、Z、M、N、Q原子序数依次增大，原子半径依Y、Z、M、N、Q、X依次减小，则X为H元素，Y为B、Z为C、M为N、N为O、Q为F．
（1）Q为F，原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁵，核外电子排布图为：，
故答案为：；
（2）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大强酸，但ⅡA族、ⅤA族元素第一电离能高于同周期相邻元素的，除氢外，其余元素的第一电离能由小到大的顺序为：B＜C＜O＜N＜F，
故答案为：B＜C＜O＜N＜F；
（3）固体A是由以上六种元素中的某些元素组成的离子晶体，结构类似于CsCl，应为铵盐，A所有原子的最外层都满足稀有气体原子结构，A受热分解可生成两种单质气体，该化合物为NH₄H，组成中含N元素的质量分数为73.7%，符合题意，电子式为：，与水反应方程式为：NH₄H+H₂O=NH₃•H₂O+H₂↑，
故答案为：；NH₄H+H₂O=NH₃•H₂O+H₂↑；
（4）C₆₀分子中每个碳原子形成多边形边数为3，则分子含有边数为$\frac{60×3}{2}$=90，即分子中含有的碳碳单键、与碳碳双键数目之和为90，每个碳原子形成4对共用电子对，故每个碳原子形成3个边中有2个碳碳单键、1个碳碳双键，则含有碳碳双键数目为90×$\frac{1}{3}$=30，1mol C₆₀与30mol氟气发生加成反应，故则加成产物的化学式为C₆₀F₆₀，
故答案为：C₆₀F₆₀．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，推断元素是解题关键，涉及核外电子排布、元素周期律、无机物推断、晶胞结构与计算，（4）中注意利用均摊法计算碳碳单键与碳碳双键数目，难度中等．