已知X.Y.Z.M.Q五种元素的原子序数依次递增,X.Y.M三种元素组成的一种化合物A是新装修居室中常含有的一种有害气体．Q4+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.X.Y.Z.M.Q用所对应的元素符号表示)(1)元素周期表中Z元素位于第二周期VA族.Q的基态原子的外围电子排布式为3d24s2．与YZM-互为等电子体的分子的化学式为CO2� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

14．

已知X、Y、Z、M、Q五种元素的原子序数依次递增；X、Y、M三种元素组成的一种化合物A是新装修居室中常含有的一种有害气体．Q⁴⁺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，X、Y、Z、M、Q用所对应的元素符号表示）
（1）元素周期表中Z元素位于第二周期VA族，Q的基态原子的外围电子排布式为3d²4s²．与YZM^-互为等电子体的分子的化学式为CO₂（写1种即可）．
（2）下列叙述正确的是ad．（填字母）
a．A与X₂M间能形成氢键
b．A和YM₂分子中的中心原子均采用sp²杂化
c．ZX₃是含有极性键的非极性分子
d．YM₂晶体的熔点、沸点比二氧化硅晶体的低
（3）纳米QM₂是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下：

化合物甲的分子中采取sp²杂化的碳原子个数为7，化合物乙中采取sp³杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C．
（4）Z与Q形成的一种离子化合物晶体的晶胞如图所示，则该晶体的化学式为TiC，若该晶体的密度为ρg•cm^-3，则晶胞中Z、Q之间的最短距离为$\frac{1}{2}$×$\root{3}{\frac{4m}{ρ{N}_{A}}}$cm．（N_A为阿伏加德罗常数的数值，M为该物质的摩尔质量，只列算式）．

分析 X、Y、Z、M、Q五种元素的原子序数依次递增；X、Y、M三种元素组成的一种化合物A是新装修居室中常含有的一种有害气体，A为HCHO，可知X为H元素、Y为C元素、M为O元素；Z的原子序数介于碳、氧之间，则Z为N元素；Q⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同，原子序数为22，Q为Ti元素．
（1）主族元素周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数；
Q为Ti，原子核外电子数为22，根据能量最低原理书写外围电子排布式；
原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体；
（2）a．甲醛中O原子与水分子中H原子之间可以形成氢键
b．HCHO中C原子杂化轨道数目为3，CO₂分子中C原子杂化轨道数目为2；
c．NH₃为三角锥形结构，分子中正负电荷重心不重合；
d．CO₂晶体属于分子晶体，二氧化硅晶体属于原子晶体；
（3）化合物甲的分子中苯环及羰基中碳原子的杂化轨道数目为3；化合物乙中采取sp³杂化的原子有C、N、O，同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，氮元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素的；
（4）根据均摊法计算晶胞中C、Ti原子数目，确定化学式，晶胞中Z、Q之间的最短距离为晶胞棱长的$\frac{1}{2}$，表示出晶胞质量，结合m=ρV计算晶胞棱长．

解答解：X、Y、Z、M、Q五种元素的原子序数依次递增；X、Y、M三种元素组成的一种化合物A是新装修居室中常含有的一种有害气体，A为HCHO，可知X为H元素、Y为C元素、M为O元素；Z的原子序数介于碳、氧之间，则Z为N元素；Q⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同，原子序数为22，Q为Ti元素．
（1）Z为N元素，原子核外有2个电子层，最外层电子数为5，处于周期表中第二周期VA族，
Q为Ti，原子核外电子数为22，其电子基态电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，则外围电子排布为3d²4s²，
原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体，与CNO^-互为等电子体的分子的化学式为CO₂等，
故答案为：二；VA；3d²4s²；CO₂；
（2）a．甲醛中O原子与水分子中H原子之间可以形成氢键，故a正确；
b．HCHO中C原子杂化轨道数目为3，采用sp²杂化，CO₂分子中C原子杂化轨道数目为2，采用sp杂化，故b错误；
c．NH₃为三角锥形结构，分子中正负电荷重心不重合，属于极性分子，N原子与H原子之间形成极性键，故错误；
d．CO₂晶体属于分子晶体，二氧化硅晶体属于原子晶体，二氧化碳晶体熔点比二氧化硅的低，故d正确，
故选：ad；
（3）化合物甲的分子中苯环及羰基中碳原子的杂化轨道数目为3，采取sp²杂化的碳原子为7个；化合物乙中采取sp³杂化的原子有C、N、O，同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，氮元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素的，故第一电离能：N＞O＞C，
故答案为：7；N＞O＞C；
（4）晶胞中大黑色球数目为1+12×$\frac{1}{4}$=3、小黑色球数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故该晶体的化学式为TiC，晶胞中Z、Q之间的最短距离为晶胞棱长的$\frac{1}{2}$，晶胞质量为$\frac{4×M}{{N}_{A}}$g，该晶体的密度为ρg•cm^-3，则棱长=$\root{3}{\frac{4×\frac{M}{{N}_{A}}g}{ρg•c{m}^{-3}}}$=$\root{3}{\frac{4m}{ρ{N}_{A}}}$cm，则Z、Q之间的最短距离为$\frac{1}{2}$×$\root{3}{\frac{4m}{ρ{N}_{A}}}$，
故答案为：TiC；$\frac{1}{2}$×$\root{3}{\frac{4m}{ρ{N}_{A}}}$．

点评本题考查物质结构与性质，题目比较综合，涉及电子排布式、电离能、杂化类型、分子结构与性质、等电子体、晶体类型、晶胞计算等，注意同周期第一电离能易错情况，掌握均摊法进行晶胞的有关计算，难度中等．

练习册系列答案

5．在BaSO₄饱和溶液中加入少量BaCl₂溶液，产生BaSO₄沉淀，若以Ksp表示BaSO₄的溶度积，则平衡后溶液中（　　）

	A．	C（Ba²⁺）=C（SO₄^2-）=Ksp½
	B．	C（Ba²⁺）•C（SO₄^2-）＞Ksp C（Ba²⁺）=C（SO₄^2-）
	C．	C（Ba²⁺）•C（SO₄^2-）=Ksp C（Ba²⁺）＞C（SO₄^2-）
	D．	C（Ba²⁺）•C（SO₄^2-）≠Ksp C（Ba²⁺）＜C C（SO₄^2-）

2．某化合物6.4g在氧气中完全燃烧，只生成8.8g CO₂和7.2g H₂O．下列说法正确的是（　　）

	A．	该化合物仅含碳、氢两种元素		B．	该化合物中碳、氢原子个数比为1：8
	C．	无法确定该化合物是否含有氧元素		D．	该化合物中一定含有氧元素

9．目前用乙烯制乙醛的过程分三步进行：
①CH₂=CH₂+PbCl₂+H₂O→CH₃CHO+2HCl+Pb；
②Pb+2CuCl₂→PbCl₂+2CuCl₂；
③2CuCl₂+$\frac{1}{2}$O₂+2HCl→2CuCl₂+H₂O．
下列叙述中正确的是（　　）

	A．	CH₂=CH₂是还原剂，PbCl₂是氧化剂		B．	CuCl₂是还原剂，O₂是氧化剂
	C．	乙烯是还原剂，O₂是氧化剂		D．	PbCl₂和CuCl₂都是氧化剂

19．下列各组顺序的排列不正确的是（　　）

	A．	原子半径：Na＞Mg＞Al		B．	热稳定性：HCl＜H₂S＜PH₃
	C．	酸性强弱：H₂SiO₃＜H₂CO₃＜H₃PO₄		D．	熔点：NaCl＞Na＞CO₂

6．电炉加热时用纯O₂氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成．如图1装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置．

（1）D装置中MnO₂的作用是作催化剂、加快产生O₂的速率．
（2）燃烧管中CuO的作用是使有机物更充分氧化为CO₂、H₂O．
（3）若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种，准确称取0.92g样品，经充分反应后，A管质量增加1.76g，B管质量增加1.08g，则该样品的实验式为C₂H₆O．
（4）用质谱仪测定其相对分子质量，得如图2所示的质谱图，则该有机物的相对分子质量为46．
（5）能否根据A的实验式确定A的分子式能（填“能”或“不能”），若能，则A的分子式是C₂H₆O（若不能，则此空不填）．
（6）该物质的核磁共振氢谱如图3所示，则其结构简式为CH₃CH₂OH．

3．二氧化氯（ClO₂）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂．
（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO₂方法．
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质．其次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的BaCl₂（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na₂CO₃和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去．

②该法工艺原理如右．其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO₃）与盐酸反应生成ClO₂．工艺中可以利用的单质有H₂、Cl₂（填化学式）．
（2）纤维素还原法制ClO₂是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO₃反应生成ClO₂．完成反应的化学方程式：1C₆H₁₂O₆+24NaClO₃+12H₂SO₄=24ClO₂↑+6CO₂↑+18H₂O+12Na₂SO₄
（3）ClO₂和Cl₂均能将电镀废水中的CN^-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl^-．处理含CN^-相同量得电镀废水，所需Cl₂的物质的量是ClO₂的2.5倍．

4．用惰性电极进行电解，下列说法正确的是（　　）

	A．	电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变
	B．	电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH^-，故溶液pH减小
	C．	电解硫酸铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：2
	D．	电解氯化铜溶液，消耗完氯化铜后电解就会停止

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