Question

12．己知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，AB两种元素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抹布相同．
（1）E的基态原子的价层电了排布式为3d²4s²．
（2）下列叙述正确的是AD （填字母）
A．M与水分子能形成氢键，N是非极性分子
B．M和BD₂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3个π键
D．BD₂晶体的熔沸点都比二氧化硅晶体的低
（3）E的一种氧化物Q，其晶胞结构如图所示，则Q的化学式为TiO₂，该晶体中氧的配位数为3．
（4）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^-，再在酸性条件下BCD^-继续被NaCIO氧化成C₂和BD₂．
①与BCD^-互为等电子体的分子、离子的化学式依次是CO₂和SCN^-（各写1种）．
②上述反应中后一步反应的离子方程式是2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+2CO₂↑+3C1^-+H₂O．
（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，该晶体中两种配位体的物质的量之比为1：5，则该配离子的化学式为[TiCl（H₂O）₅]²⁺．

Answer 1

分析 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，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，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，可推知D为O元素，M为HCHO；C的原子序数介于碳、氧之间，故C为氮元素；A、B两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，则E的原子序数为18+4=22，则E为Ti元素，据此解得．

解答 解：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，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，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，可推知D为O元素，M为HCHO；C的原子序数介于碳、氧之间，故C为氮元素；A、B两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，则E的原子序数为18+4=22，则E为Ti元素．
（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：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，价电子排布式为3d²4s²，
故答案为：3d²4s²；
（2）A．HCHO中O氧原子电负性很大，能与与水分子形成氢键，N为苯，是为平面正六边形结构，是非极性分子，故A正确；
B．HCHO中C原子形成3个σ键，没有孤电子对，碳原子采用sp²杂化，二氧化碳分子为直线型结构，碳原子采用sp杂化，故B错误；
C．苯分子中H-C之间是s-sp²形成的σ键，C-C之间是sp²形成的σ键，苯分子中含有12个σ键和1个大π键，故C错误；
D．CO₂属于分子晶体，二氧化硅属于原子晶体，二氧化碳的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低，故D正确，
故选：AD；
（3）晶胞中Ti原子数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2，氧原子数目为2+4×$\frac{1}{2}$=4，故氧化物Q的化学式为TiO₂，晶胞内部氧原子周围有3个Ti原子，该晶体中氧的配位数为3，
故答案为：TiO₂；3；
（4）①CNO^-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
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↑+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•6H₂O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 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、配合物与杂化理论、分子结构、等电子体、晶胞计算等，是对学生综合能力的考查，推断元素是解题的关键．