题目内容
【题目】已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,A元素位于周期表的s区,其原子中电子层数等于未成对电子数;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种原子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两种元素组成的原子个数之比为1∶1的化合物N是常见的有机溶剂;E有“生物金属”之称,E4+和氩原子的核外电子排布相同。
（1）E的基态原子的价电子排布图为______。
（2）B、C、D三种元素的氢化物的沸点高低顺序为__________(用化学式表示,下同),稳定性顺序为__________。
（3）化合物M是同类物质中为数不多的气体,且分子中所有原子共平面,则M中σ键和π键个数比为____,B原子的杂化类型为____,M能和水以任意比混溶的原因是______________。
（4）E的一种氧化物Q,其晶胞结构如图1所示,则Q的化学式为____。
（5）电镀厂排放的废水中常含有剧毒的BC-,可在Q的催化下,先用NaClO将BC-氧化成BCD-,然后在酸性条件下BCD-可以继续被NaClO氧化成C2和BD2。
①与BCD-互为等电子体的分子是____(写出一种即可);可以推知BCD-的空间构型为__。
②上述反应中后一步反应的离子方程式为_____________。
（6）E内部原子的堆积方式与铜相同,都是面心立方堆积方式,如图2所示,则E晶胞中E的配位数为____,若该晶胞的密度为a g·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,E原子的摩尔质量为M g·mol-1,则E原子的半径为____cm。
【答案】 
H2O>NH3>CH4 H2O>NH3>CH4 3∶1 sp2 甲醛分子能和水分子形成氢键 TiO2 CO2(或CS2) 直线形 【答题空10】2CNO-+2H++3ClO-
N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O 12 (
×
)/4
【解析】A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，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，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，原子核外电子数排布为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，核外电子排布为1s22s22p4，故D为氧元素；C原子序数介于碳、氧之间，故C为氮元素；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，该气体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为苯；E有“生物金属”之称，E4+离子和氩原子的核外电子排布相同，E原子核外电子数为18+4=22，故E为Ti．
（1）E为Ti元素，原子核外电子数为22，基态原子的外围电子排布式为：3d24s2，所以价电子排布图为 。
（2）水和氨气分子间有氢键，甲烷没有，所以甲烷沸点最低，同时常温下水为液体，氨气为气体，说明水的沸点高于氨气，结果为沸点：H2O>NH3>CH4。三个元素的非金属性强弱的顺序为：O＞N＞C，说明气态氢化物稳定性为：H2O>NH3>CH4。
（3）M为甲醛其结构式为
，单键都是σ键，双键是一个σ键一个π键，所以σ键和π键个数比为3:1。中心碳原子的杂化类型是sp2杂化（成单键的C是sp3杂化，双键碳为sp2杂化，三键碳为sp杂化）。甲醛能和水混溶是因为甲醛分子中氧原子电负性很大，能与与水分子的H原子形成氢键。
（4）由晶胞结构可知，晶胞中Ti元素数目为1+8×
=2，O原子数目为2+4×
=4，故该氧化物的化学式为TiO2。
（5））①CNO-中含有3个原子，价电子数为：4+5+6+1=16，与其是等电子体的分子的化学式为CO2、CS2-等。因为二氧化碳是直线型，等电子体的空间结构应该相同，所以CNO-也是直线型。②CNO-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↑+3Cl-+H2O。
（6）面心立方堆积是最紧密堆积，而最紧密堆积的配位数一定为12。设面心立方晶胞的边长为b，则晶胞的体积为b3，每个晶胞中有四个原子，则这四个原子的质量为4M/NA，所以晶体密度为a=4M/ b3NA。所以b=
。晶胞的面对角线上三个球相切，设原子半径为r，则面对角线为4r= 
=
×
，所以r=(
×
)/4。
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