Question

19．已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期．A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子的核外成对电子对数与未成对电子数之比为3：1．A、B、D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，A、B两种元素组成的原子个数之比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂．E有“生物金属”之称，E⁴⁺和氩原子的核外电子排布相同．
（1）D元素在元素周期表中的位置为第二周期VIA族．
（2）下列叙述正确的是ad（填写序号）．
a．水的沸点比M高得多，是因为水分子间能形成氢键，而M分子间不能形成氢键
b．M的中心原子采用sp³杂化     
c．N分子中含有6个σ键和1个大π键
d．BD₂晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
（3）已知C₂D是一种麻醉剂，根据等电子原理可推知C₂D的空间构型为直线形．
（4）E的一种氧化物Q，其晶胞结构如图1所示，则Q的化学式为TiO₂．

（5）科学家通过X射线测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如上右图：①胆矾的化学式用配合物的形式表示为[Cu（H₂O）₄]SO₄．H₂O 其中配位原子是O．
②胆矾中SO${\;}_{4}^{2-}$的空间构型为正四面体．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期；
B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，则B是C元素；
A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同且原子序数小于B，则A为H元素；
A、B、D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，M为HCHO；
D原子的核外成对电子对数与未成对电子数之比为3：1，且原子序数大于B，则D是O元素；
C原子序数大于B而小于D，所以C是N元素；
A、B两种元素组成的原子个数之比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，N为苯；
E有“生物金属”之称，E⁴⁺和氩原子的核外电子排布相同，则E是Ti元素；
（1）D是O元素，主族元素原子核外电子层数与其周期数相等、最外层电子数与其族序数相等；
（2）a．含有氢键的物质熔沸点较高；
b．根据价层电子对互斥理论判断原子杂化方式； 
c．N为苯，苯中含有π键；
d．分子晶体熔沸点较低、原子晶体熔沸点较高；
（3）N₂O是一种麻醉剂，等电子体结构和性质相似；
（4）该晶胞中Ti离子个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2、氧离子个数=2+4×$\frac{1}{2}$=4，钛离子和氧离子个数之比=2：4=1：2；
（5）①根据图知，胆矾的配位数是4，4个水分子为其配体，另一个水分子以结晶水形式存在，O原子为配原子；
②根据价层电子对互斥理论判断硫酸根离子空间构型．

解答 解：A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期；
B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，则B是C元素；
A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同且原子序数小于B，则A为H元素；
A、B、D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，M为HCHO；
D原子的核外成对电子对数与未成对电子数之比为3：1，且原子序数大于B，则D是O元素；
C原子序数大于B而小于D，所以C是N元素；
A、B两种元素组成的原子个数之比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，N为H₂O₂；
E有“生物金属”之称，E⁴⁺和氩原子的核外电子排布相同，则E是Ti元素；
（1）D是O元素，主族元素原子核外电子层数与其周期数相等、最外层电子数与其族序数相等，O原子核外有2个电子层、最外层电子数是6，所以位于第二周期第VIA族，故答案为：二；VIA；
（2）a．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键，而甲醛分子间不能形成氢键，故正确；
b．甲醛的中心原子碳原子的价层电子对数为3，所以碳原子采用sp²杂化，故错误；
c．苯分子中含有12个σ键和1个大π键，故错误；
d．CO₂晶体是分子晶体，所以它的熔点、沸点都比原子晶体二氧化硅的低，故正确；
故选ad；
（3）N₂O与CO₂是互为等电子体，根据等电子体原理可知，它们的结构相似，所以N₂O的空间构型为直线形，故答案为：直线形；
（4）该晶胞中Ti离子个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2、氧离子个数=2+4×$\frac{1}{2}$=4，钛离子和氧离子个数之比=2：4=1：2，所以其化学式为TiO₂，故答案为：TiO₂；
（5）①根据图象知铜离子的配位数是4，另外一个水分子是结晶水分子，所以其表示式为[Cu（H₂O）₄]SO₄．H₂O，故答案为：[Cu（H₂O）₄]SO₄．H₂O；O；
②根据价层电子对互斥理论知，硫酸根离子中S原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，所以为正四面体构型，故答案为：正四面体．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、配合物、原子杂化等知识点，为高频考点，难点是配合物中內界和外界判断及晶胞计算，题目难度中等．