Question

11．已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次遞增，A、B、C、D位于前三周期，A位于周期表的s區(qū)，其原子中電子層數(shù)和未成對(duì)電子數(shù)相同；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；D原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)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二種元素組成的原子個(gè)數(shù)比為1：1的化合物N是常見(jiàn)的有機(jī)溶劑．E有“生物金屬”之稱，E⁴⁺和氬原子的核外電子排布相同．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（答題時(shí)，A、B、C、D、E用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示）
（1）E的基態(tài)原子的外圍電子排布式為3d²4s²．
（2）由A、B、C形成的ABC分子中，含有2個(gè)σ鍵，2個(gè)π鍵；
（3）下列敘述正確的是d．（填字母）
a．M易溶于水，是因?yàn)镸與水分子間能形成氫鍵，且M是極性分子；N不溶于水，是因?yàn)镹是非極性分子
b．M和二氧化碳分子中的中心原子均采用sp²雜化
c．N分子中含有6個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵
d．BD₂晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都比二氧化硅晶體的低
（4）E的一種氧化物Q，其晶胞結(jié)構(gòu)如上圖所示，則Q的化學(xué)式為TiO₂，該晶體中氧原子的配位數(shù)為3．
（5）B、C、D三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)镹＞O＞C．
（6）在濃的ECl₃的鹽酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至飽和，可得到配位數(shù)為6、組成為ECl₃•6H₂O
的綠色晶體，該晶體中兩種配體的物質(zhì)的量之比為1：5，則該配離子的化學(xué)式為[TiCl（H₂O）₅]²⁺．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次遞增，A、B、C、D位于前三周期，A位于周期表的s區(qū)，其原子中電子層數(shù)和未成對(duì)電子數(shù)相同，則A是H元素；
B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同，則B是C元素；
D原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)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，M是甲醛，則D是O元素；
C元素原子序數(shù)小于D而大于B，為N元素；
A、B二種元素組成的原子個(gè)數(shù)比為1：1的化合物N是常見(jiàn)的有機(jī)溶劑，為苯；
E有“生物金屬”之稱，E⁴⁺和氬原子的核外電子排布相同，E原子核外電子數(shù)=18+4=22，為Ti元素；
（1）E是Ti元素，其原子核外有22個(gè)電子，其外圍電子為3d、4s電子，3d、4s能級(jí)上分別有2個(gè)電子；
（2）由A、B、C形成的HCN分子中，其結(jié)構(gòu)式為H-C≡N，共價(jià)單鍵為σ鍵，共價(jià)三鍵中含有一個(gè)σ鍵、兩個(gè)π鍵；
（3）a．M是甲醛，甲醛易溶于水，N是苯，苯不易溶于水，根據(jù)相似相溶原理判斷；
b．M分子中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，二氧化碳分子中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是2且不含孤電子對(duì)；
c．苯分子中含有12個(gè)σ鍵；
d．分子晶體熔沸點(diǎn)小于原子晶體；
（4）利用均攤分確定化學(xué)式；每個(gè)O原子連接3個(gè)Ti原子；
（5）B、C、D分別是C、N、O元素，同一周期元素元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；
（6）配位數(shù)為6、組成為TiCl₃•6H₂O的綠色晶體，該晶體中兩種配體的物質(zhì)的量之比為1：5，根據(jù)晶體中水分子和Cl離子個(gè)數(shù)確定化學(xué)式．

解答 解：A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次遞增，A、B、C、D位于前三周期，A位于周期表的s區(qū)，其原子中電子層數(shù)和未成對(duì)電子數(shù)相同，則A是H元素；
B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同，則B是C元素；
D原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)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，M是甲醛，則D是O元素；
C元素原子序數(shù)小于D而大于B，為N元素；
A、B二種元素組成的原子個(gè)數(shù)比為1：1的化合物N是常見(jiàn)的有機(jī)溶劑，為苯；
E有“生物金屬”之稱，E⁴⁺和氬原子的核外電子排布相同，E原子核外電子數(shù)=18+4=22，為Ti元素，
（1）E是Ti元素，其原子核外有22個(gè)電子，其外圍電子為3d、4s電子，3d、4s能級(jí)上分別有2個(gè)電子，其基態(tài)原子外圍電子排布式為3d²4s²，故答案為：3d²4s²；
（2）由A、B、C形成的HCN分子中，其結(jié)構(gòu)式為H-C≡N，共價(jià)單鍵為σ鍵，共價(jià)三鍵中含有一個(gè)σ鍵、兩個(gè)π鍵，該分子中含有2個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵，故答案為：2；2；
（3）a．M是甲醛，甲醛易溶于水，N是苯，苯不易溶于水，甲醛和苯都是非極性分子，但甲醛能和水形成氫鍵但苯和水不能形成氫鍵，所以甲醛易溶于水而苯不易溶于水，故錯(cuò)誤；
b．M分子中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，二氧化碳分子中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是2且不含孤電子對(duì)，所以甲醛中C原子采用sp²雜化，二氧化碳分子中C原子采用sp雜化，故錯(cuò)誤；
c．苯分子中含有12個(gè)σ鍵，故錯(cuò)誤；
d．分子晶體熔沸點(diǎn)小于原子晶體，二氧化碳是分子晶體、二氧化硅是原子晶體，則二氧化碳熔沸點(diǎn)小于二氧化硅，故正確；
故選d；
（4）該晶胞中Ti原子個(gè)數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2、O原子個(gè)數(shù)=2+4×$\frac{1}{2}$=4，所以其化學(xué)式為TiO₂；每個(gè)O原子連接3個(gè)Ti原子，氧原子配位數(shù)是3，
故答案為：TiO₂；3；
（5）B、C、D分別是C、N、O元素，同一周期元素元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以第一電離能大小順序是N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（6）配位數(shù)為6、組成為TiCl₃•6H₂O的綠色晶體，該晶體中兩種配體的物質(zhì)的量之比為1：5，而晶體中只含有3個(gè)Cl^-，所以配體數(shù)目多的是H₂O，H₂O和Cl^-比值為5：1，所以該配離子的化學(xué)式為[TiCl（H₂O）₅]²⁺，
故答案為：[TiCl（H₂O）₅]²⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，較綜合，涉及配合物、元素周期律、晶胞計(jì)算、原子核外電子排布等知識(shí)點(diǎn)，明確原子結(jié)構(gòu)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)及元素周期律是解本題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生判斷、空間想象及知識(shí)靈活運(yùn)用能力，注意元素周期律中的反常現(xiàn)象，注意：苯分子中存在12個(gè)σ鍵而不是6個(gè)σ鍵，為易錯(cuò)點(diǎn)．