Question

【題目】已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數依次增大,A元素位于周期表的s區,其原子中電子層數等于未成對電子數;B的基態原子中電子占據三種能量不同的原子軌道,且每種原子軌道中的電子總數相同;D原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍;A、B、D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;A、B兩種元素組成的原子個數之比為1∶1的化合物N是常見的有機溶劑;E有“生物金屬”之稱,E4+和氬原子的核外電子排布相同。

（1）E的基態原子的價電子排布圖為______。

（2）B、C、D三種元素的氫化物的沸點高低順序為__________(用化學式表示,下同),穩定性順序為__________。

（3）化合物M是同類物質中為數不多的氣體,且分子中所有原子共平面,則M中σ鍵和π鍵個數比為____,B原子的雜化類型為____,M能和水以任意比混溶的原因是______________。

（4）E的一種氧化物Q,其晶胞結構如圖1所示,則Q的化學式為____。

（5）電鍍廠排放的廢水中常含有劇毒的BC-,可在Q的催化下,先用NaClO將BC-氧化成BCD-,然后在酸性條件下BCD-可以繼續被NaClO氧化成C2和BD2。

①與BCD-互為等電子體的分子是____(寫出一種即可);可以推知BCD-的空間構型為__。

②上述反應中后一步反應的離子方程式為_____________。

（6）E內部原子的堆積方式與銅相同,都是面心立方堆積方式,如圖2所示,則E晶胞中E的配位數為____,若該晶胞的密度為a g·cm-3,阿伏加德羅常數為NA,E原子的摩爾質量為M g·mol-1,則E原子的半徑為____cm。

Answer 1

【答案】 H2O>NH3>CH4 H2O>NH3>CH4 3∶1 sp2 甲醛分子能和水分子形成氫鍵 TiO2 CO2(或CS2) 直線形 【答題空10】2CNO-+2H++3ClO-N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O 12 (×)/4

【解析】A、B、C、D、E五種元素的原子序數依次遞增，A位于周期表的s區，其原子中電子層數和未成對電子數相同，則A為氫元素；B的基態原子中電子占據三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數相同，原子核外電子數排布為1s22s22p2，故B為碳元素；D原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍，核外電子排布為1s22s22p4，故D為氧元素；C原子序數介于碳、氧之間，故C為氮元素；A、B、D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，該氣體M為HCHO；A、B二種元素組成的原子個數比為1：1的化合物N是常見的有機溶劑，則N為苯；E有“生物金屬”之稱，E4+離子和氬原子的核外電子排布相同，E原子核外電子數為18+4=22，故E為Ti．

（1）E為Ti元素，原子核外電子數為22，基態原子的外圍電子排布式為：3d24s2，所以價電子排布圖為 。

（2）水和氨氣分子間有氫鍵，甲烷沒有，所以甲烷沸點最低，同時常溫下水為液體，氨氣為氣體，說明水的沸點高于氨氣，結果為沸點：H2O>NH3>CH4。三個元素的非金屬性強弱的順序為：O＞N＞C，說明氣態氫化物穩定性為：H2O>NH3>CH4。

（3）M為甲醛其結構式為，單鍵都是σ鍵，雙鍵是一個σ鍵一個π鍵，所以σ鍵和π鍵個數比為3:1。中心碳原子的雜化類型是sp2雜化（成單鍵的C是sp3雜化，雙鍵碳為sp2雜化，三鍵碳為sp雜化）。甲醛能和水混溶是因為甲醛分子中氧原子電負性很大，能與與水分子的H原子形成氫鍵。

（4）由晶胞結構可知，晶胞中Ti元素數目為1+8×=2，O原子數目為2+4×=4，故該氧化物的化學式為TiO2。

（5））①CNO-中含有3個原子，價電子數為：4+5+6+1=16，與其是等電子體的分子的化學式為CO2、CS2-等。因為二氧化碳是直線型，等電子體的空間結構應該相同，所以CNO-也是直線型。②CNO-被NaClO氧化成N2和CO2，同時還有為C1-，反應離子方程式為：2CNO-+2H++3ClO-N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O。

（6）面心立方堆積是最緊密堆積，而最緊密堆積的配位數一定為12。設面心立方晶胞的邊長為b，則晶胞的體積為b3，每個晶胞中有四個原子，則這四個原子的質量為4M/NA，所以晶體密度為a=4M/ b3NA。所以b= 。晶胞的面對角線上三個球相切，設原子半徑為r，則面對角線為4r= =×，所以r=(×)/4。