Question

Q、R、X、Y、Z為周期表中原子序數依次遞增的前四周期元素。已知：
①Q為元素周期表中原子半徑最小的元素；
②R的基態原子中電子占據三種能量不同的能級，且每種能級中的電子總數相同；
③Y的基態原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍；
④Q、R、Y三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體，Q、R兩種元素組成的原子個數比為1：1的化合物N的質荷比最大值為78；
⑤Z有“生物金屬”之稱，Z⁴⁺離子和氬原子的核外電子排布相同。
請回答下列問題（答題時，Q、R、X、Y、Z用所對應的元素符號表示）
（1）化合物M的空間構型為        ，其中心原子采取   雜化；化合物N在固態時的晶體類型為           。
（2）R、X、Y三種元素的第一電離能由小到大的順序為                。
（3）由上述一種或多種元素組成的與RY₂互為等電子體的分子為         （寫分子式）。
（4）Z原子基態時的外圍電子排布式為     ；Z的一種含氧酸鋇鹽的晶胞 結構如圖所示，晶體內與每個Z原子等距離且最近的氧原子數為   。

（5）由R、X、Y三種元素組成的RXY^-離子在酸性條件下可與NaClO溶液反應，生成X₂、RY₂等物質。該反應的離子方程式為    。

Answer 1

（1）平面三角形  sp²      分子晶體  （2）C<O<N     （3） N₂O    
（4）3d²4s²           6   （5）2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂+2CO₂+3Cl^-+H₂O

試題分析：根據①可知Q為H元素；根據②可知R 的電子排布式是1s²2s²2p², R為C元素；根據③可知Y的電子排布式是1s²2s²2p⁴,Y為O元素；因為原子序數X的大于6小于8 ，所以X為N元素；根據④可知 M為甲醛CH₂O；N為C₆H₆，根據⑤可知Z為Ti元素。（1）CH₂O的空間構型為平面三角形，其C原子的雜化方式為sp²雜化。  化合物C₆H₆是由分子構成的物質，在固態時屬于分子晶體。（2）C、N、O三種元素中，因為N元素的原子最外層電子處于半充滿的穩定狀態，難失去電子，第一電離能比較大。O比C原子半徑小，難失去電子。因此它們的第一電離能大小關系為C<O<N。（3）等電子體是原子數相同。電子數的物質。RY₂為CO₂，則由上述一種或多種元素組成的與CO₂互為等電子體的分子N₂O。（4）Ti的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²． 所以其基態時的外圍電子排布式為3d²4s²。晶胞中含有的各元素的原子個數為：Ba :1;Ti：8×1/8="1;" O:12×1/4=3．所以晶體的化學式為BaTiO₃．由晶胞的結構可以看出：在每個晶胞中，與Ti原子距離相等且最近的O原子有3個，通過一個Ti可以形成8個晶胞，每個O原子同時屬于4個晶胞，所以晶體內與每個Z原子等距離且最近的氧原子數為3×8×1/4=6． （5）根據題意可知離子方程式為：2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂+2CO₂+3Cl^-+H₂O。