Question

15．X、Y、Z、M、Q是中學(xué)化學(xué)常見的五種元素，原子序數(shù)依次增大，其結(jié)構(gòu)或性質(zhì)信息如表：

元素	結(jié)構(gòu)或性質(zhì)信息
X	其原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍
Y	基態(tài)原子最外層電子排布為nsnnpn+1
Z	非金屬元素，其單質(zhì)為固體，在氧氣中燃燒時有明亮的藍(lán)紫色火焰
M	單質(zhì)在常溫、常壓下是氣體．基態(tài)原子的M層上有1個未成對的p電子
Q	其與X形成的合金為目前用量最多的金屬材料

（1）Q元素基態(tài)原子的電子排布式是：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²．比Q元素原子序數(shù)大3的元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為．
（2）比較Y元素與氧元素的第一電離能大小順序N＞O；X和Z形成的化合物XZ₂為一種液體溶劑，其電子式為．
（3）寫出實(shí)驗(yàn)室制備M單質(zhì)的離子方程式：MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl₂↑+Mn²⁺+2H₂O．
（4）M的氣態(tài)氫化物和氟化氫相比穩(wěn)定性強(qiáng)的是HF＞HCl （寫化學(xué)式）：

Answer 1

分析 X原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，最外層最多含有8個電子，則X原子只能有兩個電子層，最外層電子數(shù)為4，則A為碳元素；Y的基態(tài)原子最外層電子排布為nsⁿnpⁿ⁺¹，s能級最多容納2個電子，且P能級容納電子，則n=2，原子的最外層電子排布式為：2s²2p³，則Y為N元素；Z為非金屬元素，其單質(zhì)為固體，在氧氣中燃燒時有明亮的藍(lán)紫色火焰，則Z為S元素；M的基態(tài)原子的M層上有1個未成對的p電子，則其電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p¹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，為鋁元素或氯元素，由于M單質(zhì)常溫、常壓下是氣體，所以M是Cl元素；Q與碳形成的合金為目前用量最多的金屬材料，該合金為鋼，則Q為Fe元素，據(jù)此解答．

解答 解：X原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，最外層最多含有8個電子，則X原子只能有兩個電子層，最外層電子數(shù)為4，則A為碳元素；Y的基態(tài)原子最外層電子排布為nsⁿnpⁿ⁺¹，s能級最多容納2個電子，且P能級容納電子，則n=2，原子的最外層電子排布式為：2s²2p³，則Y為N元素；Z為非金屬元素，其單質(zhì)為固體，在氧氣中燃燒時有明亮的藍(lán)紫色火焰，則Z為S元素；M的基態(tài)原子的M層上有1個未成對的p電子，則其電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p¹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，為鋁元素或氯元素，由于M單質(zhì)常溫、常壓下是氣體，所以M是Cl元素；Q與碳形成的合金為目前用量最多的金屬材料，該合金為鋼，則Q為Fe元素．
（1）Q為Fe元素，鐵原子核外有26個電子，基態(tài)原子的電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，比Q元素原子序數(shù)大3的元素為Cu，核外電子數(shù)為29，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；；
（2）N原子的2p能級容納3個電子，是半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，因此第一電離能N＞O；X和Z形成的化合物XZ₂為CS₂，電子式為：，
故答案為：N＞O；；
（3）M為氯元素，其單質(zhì)為氯氣，實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)的離子方程式為：MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl₂↑+Mn²⁺+2H₂O，
故答案為：MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl₂↑+Mn²⁺+2H₂O；
（4）非金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性：F＞Cl，則氫化物的穩(wěn)定性HF＞HCl，
故答案為：HF＞HCl．

點(diǎn)評 本題考查位置結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的應(yīng)用，正確推斷各元素是解題關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，有利于學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識和基本技能，題目難度中等．