Question

5．X、Y、Z、R是元素周期表中前四周期中的常见元素．X的单质是密度最小的气体；Y的一种核素常用于考古，且其一种同素异形体是较软的物质之一；Z的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物相遇会产生大量白烟；R²⁺离子的3d轨道有9个电子．（答题时用具体的元素符号）
（1）R位于元素周期表第四周期IB族（周期、族），Z的基态原子价层电子排布式为2s²2p³．
（2）Z的气态氢化物比同族相邻元素的气态氢化物熔点高很多，其原因是NH₃分子间形成氢键．
（3）X与Y可形成多种化合物，其中以直线型存在的4核分子中σ键与π键之比为3：2．
（4）R可以形成多种氧化物，其中一种的晶体结构如图，该氧化物的化学式为Cu₂O，氧的配位数是4．
（5）可用YX₄还原ZO_x以消除污染．
YX₄（g）+4ZO₂（g）═4ZO（g）+YO₂（g）+2X₂O（g）△H=-574kJ?mol
YX₄（g）+4ZO（g）═2Z₂（g）+YO₂（g）+2X₂O（g）△H=-1160kJ/mol
试写出YX₄还原ZO₂至Z₂的热化学方程式：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867.0KJ?mol．

Answer 1

分析 X的单质是密度最小的气体，则X为H元素；Y的一种核素常用于考古且其一种同素异形体是较软的物质之一，则Y为C元素；Z的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物相遇会产生大量白烟，则Z为N元素；R²⁺离子的3d轨道有9个电子，原子核外电电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，则R为Cu，据此解答．

解答 解：X的单质是密度最小的气体，则X为H元素；Y的一种核素常用于考古且其一种同素异形体是较软的物质之一，则Y为C元素；Z的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物相遇会产生大量白烟，则Z为N元素；R²⁺离子的3d轨道有9个电子，原子核外电电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，则R为Cu．
（1）R²⁺离子的3d轨道有9个电子，原子核外电电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，处于周期表中第四周期IB族，Z为N元素，基态原子价层电子排布式为2s²2p³，
故答案为：第四周期IB族；2s²2p³；
（2）NH₃分子间形成氢键，比同族相邻元素的气态氢化物熔点高很多，
故答案为：NH₃分子间形成氢键；
（3）H与C可形成多种化合物，其中以直线型存在的4核分子为H-C≡C-H，分子中σ键与π键之比为 3：2，
故答案为：3：2；
（4）Cu可以形成多种氧化物，其中一种的晶体晶胞结构如图，晶胞中黑色球数目为4，白色球数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2，原子数目之比为2：1，故为Cu₂O，白色球为O，黑色球为Cu，氧的配位数是4，
故答案为：Cu₂O；4；
（5）已知：①：CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574.0KJ?mol
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g） H=-1160.0KJ/mol
根据盖斯定律，（①+②）×$\frac{1}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867.0KJ?mol，
故答案为：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867.0KJ?mol．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，推断元素是解题关键，注意对基础知识的理解掌握．