Question

【题目】Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。已知:

① Q为元素周期表中原子半径最小的元素;

② R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;

③ Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍;

④ Z有“生物金属”之称,Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同。

请回答下列问题(答题时,Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示):

(1)Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体,化合物M的空间构型为____________,其中心原子采取_______杂化;Q、R两种元素组成的原子个数比为1:1的化合物N是中学化学中常见的有机溶剂,化合物N在固态时的晶体类型为____。

(2)R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为________________。

(3)由上述一种或多种元素组成的与RY2互为等电子体的分子为_____(写分子式)。

(4)由R、X、Y三种元素组成的RXY-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应,生成X2、RY2等物质,该反应的离子方程式为_________________________。

(5)某含Z配合物,化学式为[ZCl(H2O)5]Cl2, 配位数为____，1 mol该配合物中键的数目为___。

(6)Z原子基态时的价电子排布式为__________;已知Z的一种含氧酸钡盐的密度为ρ g.cm-3,其晶胞的结构如图所示,则晶体中氧原子与钡原子的最近距离为_______cm。(只要求列算式,不必计算出数值。阿伏伽德罗常数为NA)

Answer 1

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

【解析】Q为H元素；R有三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子总数相同，则R为1s22s22p2，所以R为C元素；Y的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，则Y是O元素；X的原子序数处于C和O间，所以X为N元素；Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同，所以Z的原子序数为22，是Ti元素。

(1)H、C、O构成的一种有毒气体为HCHO，分子式为CH2O，H提供一个电子，O不提供电子，C提供四个电子，所以价层电子对数为（4+1×2）/2=3，成键电子对数为3，孤电子对数为0，所以HCHO的立体构型为平面三角形；C原子采取sp2杂化；H和C组成的原子个数比为1:1的常见有机溶剂为C6H6，固态时为分子晶体。

(2) C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次增大，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，因为第ⅤA族为半充满结构，所以第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以第一电离能大小顺序是C<O<N。

(3)CO2的最外层电子数之和为16，含有3个原子，等电子体是指原子个数相同，各原子最外层电子数之和也相同的粒子，故与CO2为等电子体的粒子是N2O。

(4)ClO-具有强氧化性，能将CNO-氧化为N2，根据题意可以写出相应的离子方程式为：2CNO-+2H++3ClO-=N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O。

(5) [TiCl(H2O)5]Cl2的配位数为6，Ti2+与6个配位体形成的6个配位键是键，5个水分子含有10个H-O键，即10个键，故[TiCl(H2O)5]Cl2总共含有16个键，所以1 mol该配合物中键的数目为16NA。

(6)Z为Ti元素，核外电子数为22，核外电子排布式为：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2，价电子排布式为3d24s2；晶胞中含有的各元素的原子个数为：Ba :1； Ti：8×1/8=1； O:12×1/4=3。所以晶体的化学式为BaTiO3。由晶胞的结构示意图可知：Ba原子与O的最近距离为面对角线的一半，设晶胞的边长为acm，则有a3×ρ=233/NA ，a=，所以面对角线的长度的一半为×，即氧原子与钡原子的最近距离为×cm。