Question

已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期．A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B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；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍．A、B、D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，A、B二种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂．E有“生物金属”之称，E⁴⁺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，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）E的基态原子的外围电子排布式为

 

．
（2）下列叙述正确的是

 

．（填字母）
a．M与水分子间能形成氢键，N是非极性分子
b．M和二氧化碳分子中的中心原子均采用sp²杂化
c．N分子中含有6个σ键和1个π键
d．BD₂晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
（3）E的一种氧化物Q，其晶胞结构如右上图所示，则Q的化学式为

 

，该晶体中氧的配位数为

 

．
（4）电镀厂排放的废水中常含有剧毒的BC^-离子，可在Q的催化下，先用NaClO将BC^-氧化成BCD^-，再在酸性条件下BCD^-继续被NaClO氧化成C₂和BD₂．
①A、B、C、D四种元素的电负性由小到大的顺序为

 

．
②与BCD^-互为等电子体的分子、离子的化学式依次为

 

（各写1种）．
③上述反应中后一步反应的离子方程式是

 

．
（5）在浓的ECl₃的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为ECl₃?6H₂0的绿色晶体，该晶体中两舞更体的物质的量之比为1：5，则该配离子的化学式为

 

．

Answer 1

分析：A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期．A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同，短周期s区，只有ⅠA有单电子，则A为氢元素；B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，则B原子电子排布式为1s²2s²2p²，故B为碳元素；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，短周期元素未成对电子数可能为1、2、3，若为1，D为Li元素，原子序数小于碳元素，不符合，若为2，核电子总数为8，符合题意，D为氧元素，若为3，核电子总数为12，没有单电子，不符合题意，故D为氧元素；C元素介于碳元素与氧元素之间，故C为氮元素；E⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同，则E的质子数为18+4=22，则E为Ti元素．
A、B、D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，则M为HCHO；A、B二种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，则N为B苯，据此解答．

解答：解：A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期．A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同，短周期s区，只有ⅠA有单电子，则A为氢元素；B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，则B原子电子排布式为1s²2s²2p²，故B为碳元素；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，短周期元素未成对电子数可能为1、2、3，若为1，D为Li元素，原子序数小于碳元素，不符合，若为2，核电子总数为8，符合题意，D为氧元素，若为3，核电子总数为12，没有单电子，不符合题意，故D为氧元素；C元素介于碳元素与氧元素之间，故C为氮元素；E⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同，则E的质子数为18+4=22，则E为Ti元素．
A、B、D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，则M为HCHO；A、B二种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，则N为B苯，
（1）E为Ti元素，核外电子数为22，其基态原子的外围电子排布式为3d²4s²，故答案为：3d²4s²；
（2）a．HCHO中氧原子与水中的H原子之间可以形成氢键，苯是平面正六边形对称结构，为非极性分子，故a正确；
b．HCHO分子中碳原子成2个C-H键、1个C=O键，杂化轨道数为3，碳原子采取sp²杂化，二氧化碳分子中碳原子成2个C=O键，碳原子杂化轨道数为2，碳原子采用sp杂化，故b错误；
c．苯分子中含有12个σ键和1个大π键，故c错误；
d．CO₂晶体属于分子晶体，二氧化硅属于原子晶体，CO₂晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低，故d正确；
故答案为：ad；
（3）由晶胞结构可知，晶胞中Ti元素数目为1+8×

1

8

=2，O原子数目为2+4×

1

2

=4，故该氧化物的化学式为TiO₂，由晶胞结构可知，每个O原子周围有3个Ti原子，氧的配位数为3，故答案为：TiO₂；3；
（4）①非金属性越强，电负性越强，同周期自左而右增大，故电负性H＜C＜N＜O，故答案为：H＜C＜N＜O；
②CNO^-的等电子体的分子、离子的化学式依次为CO₂、SCN^-等，故答案为：CO₂、SCN^-等
③CNO^-被NaClO氧化成N₂和CO₂，同时还有为C1^-，反应离子方程式为：2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+2CO₂↑+3C1^-+H₂O，
故答案为：2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+2CO₂↑+3C1^-+H₂O；
（5）在浓的TiCl₃的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl₃?6H₂0的绿色晶体，该晶体中两配体的物质的量之比为1：5，则配体中有1个Cl^-、5个H₂O，2个氯离子位于外界，则该配离子的化学式为[TiCl（H₂O）₅]²⁺，故答案为：[TiCl（H₂O）₅]²⁺．

点评：本题综合性较大，涉及结构性质位置关系、元素周期律、核外电子排布、配合物与杂化理论、分子结构，氧化还原反应等，难度中等，是物质结构的综合性题目，是对学生综合能力的考查，推断元素是解题的关键．