Question

9．A、B、C、D、E、F是前四周期原子序数依次增大的六种元素．A元素原子的核外电子数等于其电子层数，B元素基态原子有三个能级且各能级电子数相同，A与D可形成两种常见液态化合物G、H，其原子数之比分别为1：1和2：1，E元素原子的K、L层电子数之和等于其M、N层电子数之和，F被称为继铁、铝之后的第三金属，可用于制造飞机、火箭、人造卫星、宇宙飞船等领域．请回答下列各题（涉及元素请用相应化学符号表示）：
（1）B、C、D中第一电离最大的元素其基态原子有3种不同能量的电子．
（2）G分子中D原子的杂化方式为sp³，F²⁺的基态价电子排布式为3d²．
（3）BA₃^-离子的空间构型为三角锥形，与其互为等电子体的一种阳离子的电子式为．
（4）某化合物晶胞结构如图所示，E²⁺的配位数是6．
（5）用高能射线照射液态H时，一个H分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子．
①释放出来的电子可以被若干H分子形成的“网”捕获，你认为H分子间能形成“网”的原因是水分子间存在氢键．
②由H分子释放出电子时产生的一种阳离子具有较强的氧化性，试写出该阳离子与S0₂的水溶液反应的离子方程式2H₂O⁺+SO₂=4H⁺+SO₄^2-；该阳离子还能与H分子作用生成羟基，经测定此时的H具有酸性，写出该过程的离子方程式H₂O⁺+H₂O=-OH+H₃O⁺．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F是前四周期原子序数依次增大的六种元素．A元素原子的核外电子数等于其电子层数，中的A为H元素；B元素基态原子有三个能级且各能级电子数相同，核外电子排布式为1s²2s²2p²，故B为碳元素；A与D可形成两种常见液态化合物G、H，其原子数之比分别为1：1和2：1，则D为O元素、G为H₂O₂、H为H₂O；C的原子序数介于碳、氧之间，则C为N元素；E元素原子的K、L层电子数之和等于其M、N层电子数之和，原子核外电子数为（2+8）×2=20，则E为Ca；F被称为继铁、铝之后的第三金属，可用于制造飞机、火箭、人造卫星、宇宙飞船等领域，则F为Ti，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F是前四周期原子序数依次增大的六种元素．A元素原子的核外电子数等于其电子层数，中的A为H元素；B元素基态原子有三个能级且各能级电子数相同，核外电子排布式为1s²2s²2p²，故B为碳元素；A与D可形成两种常见液态化合物G、H，其原子数之比分别为1：1和2：1，则D为O元素、G为H₂O₂、H为H₂O；C的原子序数介于碳、氧之间，则C为N元素；E元素原子的K、L层电子数之和等于其M、N层电子数之和，原子核外电子数为（2+8）×2=20，则E为Ca；F被称为继铁、铝之后的第三金属，可用于制造飞机、火箭、人造卫星、宇宙飞船等领域，则F为Ti．
（1）C、N、O中第一电离最大的元素为N元素，其基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p³，有3种不同能量的电子，故答案为：3；
（2）G为H₂O₂，O原子形成2个σ键、含有2对孤对电子，杂化轨道数目为sp³，O原子杂化方式为sp³，Ti²⁺的基态价电子排布式为3d²，
故答案为：sp³；3d²；
（3）CH₃^-离子中C原子孤电子对数=$\frac{4+1-1×3}{2}$1，价层电子对数=3+1=4，故离子的空间构型为三角锥形，与其互为等电子体的一种阳离子为H₃O⁺，电子式为 ，
故答案为：三角锥形；；
（4）某化合物晶胞结构如图所示，E²⁺位于体心与面心的D^2-离子相邻，E²⁺配位数是6，
故答案为：6；
（5）用高能射线照射液态水时，一个水分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子为H₂O⁺．
①水分子间能形成“网”的原因是：水分子间存在氢键，
故答案为：水分子间存在氢键；
②由H分子释放出电子时产生的一种阳离子具有较强的氧化性，该阳离子与SO₂水溶液反应离子方程式为：2H₂O⁺+SO₂=4H⁺+SO₄^2-，该阳离子还能与水分子作用生成羟基，经测定此时的水具有酸性，该过程的离子方程式为H₂O⁺+H₂O=-OH+H₃O⁺，
故答案为：2H₂O⁺+SO₂=4H⁺+SO₄^2-；H₂O⁺+H₂O=-OH+H₃O⁺．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及元素推断、电离能、核外电子排布、杂化方式与空间构型判断、氢键与信息给予题，推断元素是解题关键，是对学生综合能力的考查，难度中等．