Question

現有部分短周期元素的性質或原子結構如下表：

元素編號	元素性質或原子結構
T	M層上的電子數是原子核外電子層數的2倍
X	最外層電子數是次外層電子數的2倍
Y	常溫下單質為雙原子分子，其氫化物的水溶液呈堿性
Z	原子最外層電子數是次外層的三倍
M	與X、Y、Z既能形成10電子分子又能形成18電子分子

完成下列問題：
（1）元素T在周期表中位于第______周期第______縱行．
（2）T、X、Y、Z、M原子半徑由大到小的順序是______．
（3）元素Z與M可形成4原子18電子的分子，該分子的電子式是______．
（4）元素Z與元素T相比，非金屬性較強的是______（用元素符號表示），下列表述中能證明這______．
a．常溫下Z的單質和T的單質狀態不同
b．Z的氫化物比T的氫化物穩定
c． Z的氫化物沸點比T的氫化物沸點高
d．Z單質可將T單質從其氫化物水溶液中置換出來
（5）Y、Z、M可以形成一種鹽，此鹽中M、Y、Z元素的原子的個數比為4：2：3，該鹽的水溶液中離子濃度由大到小的順序是______，已知該鹽溶液的pH值為5，則該鹽溶液中水電離出的氫離子濃度為______．
（6）右圖為元素X與Z形成的化合物分子XZ₂的晶胞結構，在該晶胞中，離每一個XZ₂最近的XZ₂有______個，若
已知該晶胞的邊長為a cm，XZ₂的摩爾質量為M g/mol，阿伏伽德羅常數為N_A．則該晶胞的密度為______g/cm³．（寫出表達式）

Answer 1

【答案】分析：T元素M層上的電子數是原子核外電子層數的2倍，為S元素；
X元素最外層電子數是次外層電子數的2倍，應為C元素；
Y元素常溫下單質為雙原子分子，其氫化物的水溶液呈堿性，應為N元素；
Z元素原子最外層電子數是次外層的三倍，應為O元素；
M元素與X、Y、Z既能形成10電子分子又能形成18電子分子，應為H元素，
根據元素結構、性質的遞變規律判斷原子半徑、非金屬性強弱，利用鹽類水解原理比較離子濃度大小順序，運用均攤發計算晶胞．
解答：解：T元素M層上的電子數是原子核外電子層數的2倍，為S元素；
X元素最外層電子數是次外層電子數的2倍，應為C元素；
Y元素常溫下單質為雙原子分子，其氫化物的水溶液呈堿性，應為N元素；
Z元素原子最外層電子數是次外層的三倍，應為O元素；
M元素與X、Y、Z既能形成10電子分子又能形成18電子分子，應為H元素，
（1）T元素M層上的電子數是原子核外電子層數的2倍，為S元素，位于元素周期表中第三周期第ⅥA族，即第16樅行，故答案為：3；16；
（2）周期表中，同一周期從左到右原子半徑逐漸減小，同一主族從上到下原子半徑逐漸增大，則T、X、Y、Z、M原子半徑由大到小的順序是S＞C＞N＞O＞H，故答案為：S＞C＞N＞O＞H；
（3）元素Z與M可形成4原子18電子的分子，即H₂O₂，為共價化合物，電子式為，故答案為：；
（4）Z為O元素，T為S元素，位于同一主族，同一主族中，從上到下元素的非金屬性逐漸減弱，則非金屬性較強的元素為O，如元素的非金屬性越強，則氫化物的穩定性越強，非金屬性越強，單質的氧化性越強，可通過單質之間的置換反應證明，單質的聚集狀態或氫化物的沸點高低屬于物理性質，與非金屬性無關，故答案為：O；bd；
（5）Y、Z、M可以形成一種鹽，此鹽中M、Y、Z元素的原子的個數比為4：2：3，則該鹽為NH₄NO₃，溶液中NH₄⁺離子水解，溶液呈酸性，則c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺），c（H⁺）＞c（OH^-），
由于NH₄⁺離子水解程度較弱，則c（NH₄⁺）＞c（H⁺），所以離子的順序為c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
該鹽溶液的pH值為5，則c（H⁺）=10^-5mol/L，溶液中H⁺離子全部由水電離產生，
故答案為：c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；10^-5mol/L；
（6）晶胞中離每一個CO₂最近的CO₂分子分別是位于頂點和面心的分子，則離每一個CO₂最近的CO₂分子數位：=12，
已知該晶胞的邊長為a cm，XZ₂的摩爾質量為M g/mol，阿伏伽德羅常數為N_A．則該晶胞的密度為
晶胞中含有CO₂分子的個數為：=4，則晶胞的質量為：，晶胞的體積為：a³cm³，
則ρ==（g/cm³）=（g/cm^3），
故答案為：12；．
點評：本題考查元素推斷，題目難度較大，較為綜合，注意晶胞的計算為該題的難點，利用均攤法計算．