Question

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，且每種能級中的電子總數(shù)相同；
③Y的基態(tài)原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(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．
請回答下列問題（答題時Q、R、X、Y、Z用所對應(yīng)的元素符號表示）：
（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)時的晶體類型為

 

．
（2）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）．
（3）Z原子基態(tài)時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Z原子等距離且最近的氧原子數(shù)為

 

．
（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(yīng)，生成X₂、RY₂等物質(zhì)．該反應(yīng)的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,“等電子原理”的應(yīng)用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：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，
①Q(mào)為元素周期表中原子半徑最小的元素，則Q為H元素；
②R的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的能級，說明R原子含有1S、2S、2P能級，且每種能級中的電子總數(shù)相同，則R元素的原子序數(shù)是6，為C元素；
③Y的基態(tài)原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍，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，M為HCHO，則Y是O元素，X元素的原子序數(shù)大于C而小于O元素，所以X為N元素，Q、R兩種元素組成的原子個數(shù)比為1：1的化合物N的質(zhì)荷比最大值為78，則N為苯；
⑤Z有“生物金屬”之稱，Z⁴⁺離子和氬原子的核外電子排布相同，則Z的原子序數(shù)是22，所以Z為Ti元素，結(jié)合原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)解答．

解答： 解：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，
①Q(mào)為元素周期表中原子半徑最小的元素，則Q為H元素；
②R的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的能級，說明R原子含有1S、2S、2P能級，且每種能級中的電子總數(shù)相同，則R元素的原子序數(shù)是6，為C元素；
③Y的基態(tài)原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍，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，M為HCHO，則Y是O元素，X元素的原子序數(shù)大于C而小于O元素，所以X為N元素，Q、R兩種元素組成的原子個數(shù)比為1：1的化合物N的質(zhì)荷比最大值為78，則N為苯；
⑤Z有“生物金屬”之稱，Z⁴⁺離子和氬原子的核外電子排布相同，則Z的原子序數(shù)是22，所以Z為Ti元素；
（1）M為HCHO，價層電子對個數(shù)=3+

1

2

×（4-2×1-1×2）=3且不含孤電子對，所以其空間構(gòu)型為平面三角形，C原子雜化方式為sp²，N為苯，苯的構(gòu)成微粒是分子，所以苯為分子晶體，
故答案為：平面三角形；sp²；分子晶體；
（2）原子個數(shù)相等價電子數(shù)相等的微粒為等電子體，與二氧化碳互為等電子體的分子有：N₂O，故答案為：N₂O；
（3）Ti元素為22號元素，其原子中3d能級、4s能級上各有兩個電子，3d、4s能級上電子為其外圍電子，所以其外圍電子排布式為3d²4s²，以晶胞頂點為中心，采用沿X、Y、Z三軸切割的方法知，鈦的一種含氧酸鋇鹽的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶體內(nèi)與每個鈦原子等距離且最近的氧原子數(shù)為6，
故答案為：3d²4s²；6；
（4）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)，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成N₂、CO₂，同時還生成氯離子和水，離子方程式為：2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂+2CO₂+3Cl^-+H₂O，
故答案為：2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂+2CO₂+3Cl^-+H₂O．

點評：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞的計算、氧化還原反應(yīng)、元素周期律、等電子體等知識點，這些知識點是學(xué)習(xí)重點，根據(jù)原子結(jié)構(gòu)正確判斷元素是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合基本概念、基本規(guī)律等知識點來分析解答，難點是配位數(shù)的計算，同時考查學(xué)生空間想象能力，難度較大．