Question

【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）

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能级，且每种能级中的电子总数相同；

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的质荷比最大值为78；

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）由上述一种或多种元素组成的与RY2互为等电子体的分子为 （写分子式）。

（4）Z原子基态时的外围电子排布式为 ；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 。

（5）由R、X、Y三种元素组成的RXY-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应，生成X2、RY2等物质。该反应的离子方程式为 。

Answer 1

（15分）（1）平面三角形 （2分） sp2 （2分） 分子晶体（2分）

（2）C<O<N（2分）

（3）N2O (2分 ) （4）3d24s2 （2分） 6（1分）

（5）2CNO-+2H++3ClO-=N2+2CO2+3Cl-+H2O（2分）

【解析】

试题分析：由题意可知Q是H元素，原子半径最小；R的基态原子中电子占据三种能量不同的能级，且每种能级中的电子总数相同；则R的电子排布是1s22s22p2，所以R是C元素；Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，则Y是O元素，成对电子数是6个，未成对电子数是2个；则X只能是N元素；Q、R、Y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是HCHO；Q、R两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N的质荷比最大值为78，则相对分子质量是78的烃是C6H6，所以N是苯；Z有“生物金属”之称，Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同，Ar的原子核内有18个质子，则Z的原子核内有18+4=22个质子，所以Z是Ti元素。

（1）HCHO分子中，C原子的价层电子对数是3，是sp2杂化，空间构型是平面三角形；苯属于分子晶体；

（2）C、N、O原子中，N原子的2p轨道为半充满的稳定状态，所以第一电离能大于O，随核电荷数的增大，同周期元素的第一电离能逐渐增大，所以三者的第一电离能的由小到大的顺序是C<O<N；

（3）CO2分子中有3个原子、16个价电子，所以与二氧化碳是等电子体的分子是N2O；

（4）Ti是第四副族元素，基态原子中外围电子排布式为3d24s2；根据晶胞的结构图可知，晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为6，以顶点的Ti原子为中心，同层有4个，上下各一个；

（5）由R、X、Y三种元素组成的CNO-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应，生成N2、CO2等物质，根据元素守恒，则产物中有水、氯离子生成，反应的离子方程式是)2CNO-+2H++3ClO-=N2+2CO2+3Cl-+H2O。

考点：考查元素的推断，物质的结构与性质的应用，晶胞的计算，离子方程式的书写