Question

X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，其相關(guān)信息如表：

元素	相關(guān)信息
X	X的最高價氧化物對應(yīng)的水化物化學(xué)式為H2XO3
Y	Y是地殼中含量最高的元素
Z	Z的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1
W	W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為28，中子數(shù)為14
T	常溫常壓下，T單質(zhì)是淡黃色固體，常在火山口附近沉積
P	P的價層電子排布為[Ar]3d104s2

（1）W位于元素周期表第　　周期第　族；W的原子半徑比X的　　（填“大”“小”）．

（2）TY₂中心原子的雜化方式為　；XY₂中一個分子周圍有　　個緊鄰分子；堆積方式與XY₂晶胞類型相同的金屬有　　（從“Cu、Mg、K、Po”中選出正確的），其空間利用率為　　．

（3）Z的第一電離能比Mg的　　（填“大”或“小”）；寫出Z單質(zhì)與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式　　．

（4）寫出W的最高價氧化物與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式　　；W的最高價氧化物與XY₂的熔點較高的是，原因是　　．

（5）處理含XO、TO₂煙道氣污染的一種方法，是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)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

此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是　．

（6）P在周期表的　區(qū)；P和T形成的化合物PT在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛．立方PT晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示，其晶胞邊長為540.0pm，密度為　　 g•cm^﹣3（列式并計算）．

Answer 1

考點：

位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用；元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用；晶胞的計算；原子軌道雜化方式及雜化類型判斷．

分析：

X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，Y是地殼中含量最高的元素，則Y為O元素；Z的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s²3p¹，則Z為Al；W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為28，中子數(shù)為14，其質(zhì)子數(shù)為28﹣14=14，故W為Si；X的最高價氧化物對應(yīng)的水化物化學(xué)式為H₂XO₃，即最高正價為+4，原子序數(shù)小于氧，則X為C元素；常溫常壓下，T單質(zhì)是淡黃色固體，常在火山口附近沉積，則T為S元素；P的價層電子排布為[Ar]3d¹⁰4s²，則P為Zn．

解答：

解：X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，Y是地殼中含量最高的元素，則Y為O元素；Z的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s²3p¹，則Z為Al；W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為28，中子數(shù)為14，其質(zhì)子數(shù)為28﹣14=14，故W為Si；X的最高價氧化物對應(yīng)的水化物化學(xué)式為H₂XO₃，即最高正價為+4，原子序數(shù)小于氧，則X為C元素；常溫常壓下，T單質(zhì)是淡黃色固體，常在火山口附近沉積，則T為S元素；P的價層電子排布為[Ar]3d¹⁰4s²，則P為Zn．

（1）W為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徑增大，故原子半徑Si＞C，

故答案為：三；ⅣA；大；

（2）SO₂中心S原子價層電子對數(shù)為2+=3，故S原子的雜化方式為sp²；二氧化碳晶體為分子密堆積，分子位于晶胞的頂點與面心，CO₂中一個分子周圍有12個緊鄰分子；堆積方式與CO₂晶胞類型相同的金屬為面心立方最密堆積，有Cu（從“Cu、Mg、K、Po”中選出正確的），其空間利用率為74%，

故答案為：sp²；12；Cu；74%；

（3）Mg的3s能級容納2個電子，為全滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于Al，Al單質(zhì)與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+H₂↑，

故答案為：小；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+H₂↑；

（4）W的最高價氧化物SiO₂，與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：SiO₂+2OH^﹣=SiO₃^2﹣+H₂O；二氧化硅屬于原子晶體，二氧化碳屬于分子晶體，故二氧化硅的熔點較高，

故答案為：SiO₂+2OH^﹣=SiO₃^2﹣+H₂O；SiO₂；二氧化硅屬于原子晶體，二氧化碳屬于分子晶體；

（5）處理含CO、SO₂煙道氣污染的一種方法，是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S，反應(yīng)方程式為：2CO+SO₂=2CO₂+S，

已知：①CO（g）+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，

故答案為：2CO（g）+SO₂（g）=2CO₂（g）+S（s）△H=﹣270kJ/mol；

（6）P為Zn，在周期表的ds區(qū)；黑球全部在晶胞內(nèi)部，該晶胞中含有黑球個數(shù)是4，白球個數(shù)=×8+×6=4，化合物ZnS，晶胞ρ==4.1g/cm³，

故答案為：ds；4.1．

點評：

本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，涉及雜化軌道、晶體類型與性質(zhì)、晶胞結(jié)構(gòu)與計算、熱化學(xué)方程式書寫等，熟記中學(xué)常見晶胞結(jié)構(gòu)，難度中等．