Question

【化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（15分）

Q、R、X、Y、Z為周期表中原子序數(shù)依次遞增的前四周期元素。已知：

①Q(mào)為元素周期表中原子半徑最小的元素；

②R的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的能級(jí)，且每種能級(jí)中的電子總數(shù)相同；

③Y的基態(tài)原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍；

④Q、R、Y三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體，Q、R兩種元素組成的原子個(gè)數(shù)比為1：1的化合物N的質(zhì)荷比最大值為78；

⑤Z有“生物金屬”之稱，Z4+離子和氬原子的核外電子排布相同。

請(qǐng)回答下列問題（答題時(shí)，Q、R、X、Y、Z用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示）

（1）化合物M的空間構(gòu)型為 ，其中心原子采取 雜化；化合物N在固態(tài)時(shí)的晶體類型為 。

（2）R、X、Y三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)? 。

（3）由上述一種或多種元素組成的與RY2互為等電子體的分子為 （寫分子式）。

（4）Z原子基態(tài)時(shí)的外圍電子排布式為 ；Z的一種含氧酸鋇鹽的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶體內(nèi)與每個(gè)Z原子等距離且最近的氧原子數(shù)為 。

（5）由R、X、Y三種元素組成的RXY-離子在酸性條件下可與NaClO溶液反應(yīng)，生成X2、RY2等物質(zhì)。該反應(yīng)的離子方程式為 。

Answer 1

（15分）（1）平面三角形 （2分） sp2 （2分） 分子晶體（2分）

（2）C<O<N（2分）

（3）N2O (2分 ) （4）3d24s2 （2分） 6（1分）

（5）2CNO-+2H++3ClO-=N2+2CO2+3Cl-+H2O（2分）

【解析】

試題分析：由題意可知Q是H元素，原子半徑最小；R的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的能級(jí)，且每種能級(jí)中的電子總數(shù)相同；則R的電子排布是1s22s22p2，所以R是C元素；Y的基態(tài)原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍，則Y是O元素，成對(duì)電子數(shù)是6個(gè)，未成對(duì)電子數(shù)是2個(gè)；則X只能是N元素；Q、R、Y三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體，則M是HCHO；Q、R兩種元素組成的原子個(gè)數(shù)比為1：1的化合物N的質(zhì)荷比最大值為78，則相對(duì)分子質(zhì)量是78的烴是C6H6，所以N是苯；Z有“生物金屬”之稱，Z4+離子和氬原子的核外電子排布相同，Ar的原子核內(nèi)有18個(gè)質(zhì)子，則Z的原子核內(nèi)有18+4=22個(gè)質(zhì)子，所以Z是Ti元素。

（1）HCHO分子中，C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3，是sp2雜化，空間構(gòu)型是平面三角形；苯屬于分子晶體；

（2）C、N、O原子中，N原子的2p軌道為半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以第一電離能大于O，隨核電荷數(shù)的增大，同周期元素的第一電離能逐漸增大，所以三者的第一電離能的由小到大的順序是C<O<N；

（3）CO2分子中有3個(gè)原子、16個(gè)價(jià)電子，所以與二氧化碳是等電子體的分子是N2O；

（4）Ti是第四副族元素，基態(tài)原子中外圍電子排布式為3d24s2；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)圖可知，晶體內(nèi)與每個(gè)Z原子等距離且最近的氧原子數(shù)為6，以頂點(diǎn)的Ti原子為中心，同層有4個(gè)，上下各一個(gè)；

（5）由R、X、Y三種元素組成的CNO-離子在酸性條件下可與NaClO溶液反應(yīng)，生成N2、CO2等物質(zhì)，根據(jù)元素守恒，則產(chǎn)物中有水、氯離子生成，反應(yīng)的離子方程式是)2CNO-+2H++3ClO-=N2+2CO2+3Cl-+H2O。

考點(diǎn)：考查元素的推斷，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的應(yīng)用，晶胞的計(jì)算，離子方程式的書寫