Question

【題目】M、N、R、X、Y為原子序數依次增大的短周期主族元素，Z、W都是第四周期過渡元素。R是同主族元素中最活潑的非金屬元素，且能生成MR2型共價化合物， Z和Z2+具有相同的單電子數，Z2+的價電子數是W+的二分之一, W 有W +和W2+兩種常見離子，R和X同主族。請回答下列問題(以下均用化學符號表示)：

（1）寫出R基態原子的電子排布圖_________________，M、N和R第一電離能由小到大的順序是____________。

（2）N的氣態氫化物極易溶于R的氫化物，且該體系呈堿性，請用結構式表示出兩者主要的結合方式_________________。

（3）在上述元素形成的分子中，有四種分子互為等電子體，分別是MR2、MX2和MRX以及_______，該分子的結構式為___________，N與Y形成的NY3分子的空間構型是________。

（4）M和R所形成MR2晶體以及W晶體的結構都可以如圖表示（O表示一個MR2分子或一個W原子），晶體中正八面體和正四面體空隙數的比值是_________，Z的硫化物有3種晶體，其中一種是Z2+為面心立方堆積，而晶體中全部正四面體空隙的二分之一被S2-占據，如果兩種離子核間距為acm,則該晶體密度為__________________。

（5）Z的一種氧化物常用來氧化Y的氫化物的水化物的濃溶液制備Y2，該反應的化學方程式是____________。

Answer 1

【答案】 C<O<N N2O N=N=O 三角錐型 1：2 261/16NAa3 MnO2+4HCl（濃） MnCl2+Cl2+2H2O

【解析】M、N、R、X、Y為原子序數依次增大的短周期主族元素， R是同主族元素中最活潑的非金屬元素，且能生成MR2型共價化合物，則M為+4價，R為-2價，R和X同主族，因此R為O，M為C；X為S，則Y為Cl，N為N元素；Z、W都是第四周期過渡元素，W 有W +和W2+兩種常見離子，則W為Cu元素；Z和Z2+具有相同的單電子數，Z2+的價電子數是W+的二分之一，則Z2+的價電子排布式為3d5，Z為Mn元素。

（1）R為O元素，基態O原子的電子排布圖為；同周期的主族元素隨核電荷數的增大，第一電離能呈增大的趨勢，但氮的2p軌道為半充滿結構，相對穩定，則C、N、O的第一電離能由小到大的順序是C＜O＜N，故答案為： ；C<O<N；

（2）NH3與H2O均為極性分子，且NH3與H2O分子之間存在氫鍵，根據相似相溶原理，故NH3易溶于水，氨水中存在NH3H2O，能部分電離出OH-，導致氨水顯堿性，NH3H2O的結構式為，故答案為： ；

（3）在上述元素形成的分子中，有四種分子互為等電子體，分別是CO2、CS2和COS以及N2O，等電子體檢驗相似的結構，則N2O的結構式為N=N=O，NCl3中N原子含有3個σ鍵和1個孤電子對，中心原子N是sp3雜化，則NCl3為三角錐型，故答案為：N2O；N=N=O；三角錐型；

（4）由晶胞結構可知，一個晶胞圍成正八面體空隙共有4個（如圖1個和12個，是正八面體的，計3個）；晶體中共有類似A點的頂點共有8個，晶體中圍成正四面體空隙共有8個（如圖），個數比為4:8=1:2；MnS有3種晶體，其中一種是Mn2+為面心立方堆積，而晶體中全部正四面體空隙的二分之一被S2-占據，則晶胞結構為，在晶胞中Mn2+共有8×+6×=4，S2-共有4個，設晶胞的邊長為x，則x=4acm，x=cm，因此晶體密度==g/cm3，故答案為：1:2； ；

（5）二氧化錳常用來氧化氯化氫的水化物的濃溶液制備氯氣，反應的化學方程式為MnO2+4HCl（濃） MnCl2+Cl2+2H2O，故答案為：MnO2+4HCl（濃） MnCl2+Cl2+2H2O。