Question

【題目】Q、R、X、Y、Z為周期表中原子序數依次遞增的前四周期元素。已知:

① Q為元素周期表中原子半徑最小的元素;

② R的基態原子中電子占據三種能量不同的原子軌道,且每種軌道中的電子總數相同;

③ Y的基態原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍;

④ Z有“生物金屬”之稱,Z4+離子和氬原子的核外電子排布相同。

請回答下列問題(答題時,Q、R、X、Y、Z用所對應的元素符號表示):

(1)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,化合物M的空間構型為____________,其中心原子采取_______雜化;Q、R兩種元素組成的原子個數比為1:1的化合物N是中學化學中常見的有機溶劑,化合物N在固態時的晶體類型為____。

(2)R、X、Y三種元素的第一電離能由小到大的順序為________________。

(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)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,生成X2、RY2等物質,該反應的離子方程式為_________________________。

(5)某含Z配合物,化學式為[ZCl(H2O)5]Cl2, 配位數為____，1 mol該配合物中鍵的數目為___。

(6)Z原子基態時的價電子排布式為__________;已知Z的一種含氧酸鋇鹽的密度為ρ g.cm-3,其晶胞的結構如圖所示,則晶體中氧原子與鋇原子的最近距離為_______cm。(只要求列算式,不必計算出數值。阿伏伽德羅常數為NA)

Answer 1

【答案】 平面三角形 sp2 分子晶體 C N2O 2CNO-+2H++3ClO-=N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O 6 16NA 3d24s2

【解析】Q為H元素；R有三種能量不同的原子軌道且每種軌道中的電子總數相同，則R為1s22s22p2，所以R為C元素；Y的核外成對電子數是未成對電子數的3倍，則Y是O元素；X的原子序數處于C和O間，所以X為N元素；Z4+離子和氬原子的核外電子排布相同，所以Z的原子序數為22，是Ti元素。

(1)H、C、O構成的一種有毒氣體為HCHO，分子式為CH2O，H提供一個電子，O不提供電子，C提供四個電子，所以價層電子對數為（4+1×2）/2=3，成鍵電子對數為3，孤電子對數為0，所以HCHO的立體構型為平面三角形；C原子采取sp2雜化；H和C組成的原子個數比為1:1的常見有機溶劑為C6H6，固態時為分子晶體。

(2) C、N、O屬于同一周期元素且原子序數依次增大，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大而增大，因為第ⅤA族為半充滿結構，所以第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以第一電離能大小順序是C<O<N。

(3)CO2的最外層電子數之和為16，含有3個原子，等電子體是指原子個數相同，各原子最外層電子數之和也相同的粒子，故與CO2為等電子體的粒子是N2O。

(4)ClO-具有強氧化性，能將CNO-氧化為N2，根據題意可以寫出相應的離子方程式為：2CNO-+2H++3ClO-=N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O。

(5) [TiCl(H2O)5]Cl2的配位數為6，Ti2+與6個配位體形成的6個配位鍵是鍵，5個水分子含有10個H-O鍵，即10個鍵，故[TiCl(H2O)5]Cl2總共含有16個鍵，所以1 mol該配合物中鍵的數目為16NA。

(6)Z為Ti元素，核外電子數為22，核外電子排布式為：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2，價電子排布式為3d24s2；晶胞中含有的各元素的原子個數為：Ba :1； Ti：8×1/8=1； O:12×1/4=3。所以晶體的化學式為BaTiO3。由晶胞的結構示意圖可知：Ba原子與O的最近距離為面對角線的一半，設晶胞的邊長為acm，則有a3×ρ=233/NA ，a=，所以面對角線的長度的一半為×，即氧原子與鋇原子的最近距離為×cm。