题目内容

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:
①Q为元素周期表中原子半径最小的元素;
②R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;
③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍;
④Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M(Q2RY)是新装修居室中常含有的一种有害气体,Q、R两种元素组成的原子个数比为1:1的化合物N(R6Q6)是中学化学中常见的有机溶剂;
⑤Z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)化合物M的空间构型为
 
,其中心原子采取
 
杂化;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R、Y两种元素组成的与RXY-互为等电子体的分子的电子式为
 
;
(4)用氢键表示式写出X的氢化物溶液中存在的所有氢键
 
.
(5)Z原子基态时的电子排布式为
 
;Z的一种含氧酸钡盐的晶胞结构如图所示,晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为
 
.
考点:位置结构性质的相互关系应用,晶胞的计算
专题:元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构
分析: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:①Q为元素周期表中原子半径最小的元素,则Q为H元素;②R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,原子核外电子排布为1s22s22p2,则R为C元素;③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍,核外电子排布式为1s22s22p4,应为O元素;⑤Z有“生物金属”之称,Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同,原子序数为22,应为Ti元素;结合原子序数可知,X为N元素;④Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M(Q2RY)是新装修居室中常含有的一种有害气体,则M为HCHO,Q、R两种元素组成的原子个数比为1:1的化合物N(R6Q6)是中学化学中常见的有机溶剂,R为C6H6,据此解答.
解答: 解: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:①Q为元素周期表中原子半径最小的元素,则Q为H元素;②R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,原子核外电子排布为1s22s22p2,则R为C元素;③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍,核外电子排布式为1s22s22p4,应为O元素;⑤Z有“生物金属”之称,Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同,原子序数为22,应为Ti元素;结合原子序数可知,X为N元素;④Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M(Q2RY)是新装修居室中常含有的一种有害气体,则M为HCHO,Q、R两种元素组成的原子个数比为1:1的化合物N(R6Q6)是中学化学中常见的有机溶剂,R为C6H6,
(1)化合物M为HCHO,碳原子的孤电子对数为0,碳原子的σ键数为3,则碳原子采取sp2杂化,空间结构为平面三角形,化合物N为苯,由苯分子直接构成的,则N在固态时的晶体类型为分子晶体,
故答案为:平面三角形;sp2;分子晶体;
(2)R、X、Y三种元素的分别为C、N、O,同周期元素从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,则C元素的最小,但N原子的电子排布中2p轨道为半满稳定状态,能量较低,则失去1个电子更难,第一电离能高于O元素,故第一电离能C<O<N,
故答案为:C<O<N;
(3)与CNO-互为等电子体且由C、O组成的分子为CO2,CO2电子式为,
故答案为:;
(4)N、O和氢原子之间能形成氢键,N的氢化物的水溶液,含有NH3分子以及H2O分子,存在的所有氢键为:N-H…N、N-H…O、O-H…O、O-H…N,
故答案为:N-H…N、N-H…O、O-H…O、O-H…N;
(5)Z为Ti,核外电子数为22,原子基态时的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d24s2;由晶体结构图可知,晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子在棱的位置,关于Z原子对称,则氧原子数为3×2=6,
故答案为:1s22s22p63s23p63d24s2;6.
点评:本题是对物质结构的考查,涉及分子结构、杂化轨道、电离能、核外电子排布式、氢键、晶胞结构等,推断元素是解题关键,注意理解同周期元素中第一电离能发生突跃原因,难度中等.
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