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

专题：

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+

6-2×2

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）+

1

2

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=

1

8

×8+

1

2

×6=4，化合物ZnS，晶胞ρ=

4× 97g/mol 6.02×1023mol-1

(540×10-10cm)3

=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．