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
（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
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．
（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．
练习册系列答案
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