Question

8．已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于短周期．A是原子半径最小的元素；B的基态原子中电子占有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数是未成对电子数的3倍；E有“生物金属”之称，E⁴⁺和氩原子的核外 电子排布相同．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．
请回答下列问题（答题时，A、B、C、D、E用所对应元素符号表示）：
（1）A₂D₂分子的电子式为，E的基态原子的外围电子排布式为3d²4s²．
（2）A、B、C、D四种元素中电负性大小顺序的是O＞N＞C＞H．
（3）单质B与C的最高价氧化物的水化物的浓溶液微热反应，其化学方程为C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
（4）下列叙述正确的是ad（填序号）．
a．M是极性分子，N是非极性分子 b．M和BD₂分子中的中心原子均采用sp²杂化
c．N分子中含有6个σ键和1个π键 d．BD₂晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
（5）已知：①E的一种氧化物Q，其晶胞结构如图所示
②已知：
Q（s）+2Cl₂（g）═ECl₄（l）+D₂（g）△H=+140kJ•mol^-1
2B（s）+D₂（g）═2BD（g）△H=-221kJ•mol^-1 
写出物质Q和焦炭、氯气反应生成液态ECl₄（l）和BD气体的热化学方程式：TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81kJ/mol
（6）在0.5L的密闭容器中，一定量的C₂和A₂进行如下化学反应：

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

C₂（g）+3A₂（g）═2CA₃（g）△H＜0，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表．请回答下列问题．
①试比较K₁，K₂的大小，K₁＞K₂（填写“＞”、“=”或“＜”）．
②在400℃，当测得CA₃和C₂、A₂的物质的量分别为3mol和1mol、2mol时，则该反应的 v（C₂）_正＞v（C₂）_逆（填写“＞”、“=”或“＜”）

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位于短周期．A是原子半径最小的元素，则A为氢元素；B的基态原子中电子占有三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，核外电子排布式为1s²2s²2p²，则B为碳元素；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故D为O元素；C原子序数介于碳、氧之间，故D为N元素；E有“生物金属”之称，E⁴⁺和氩原子的核外 电子排布相同，E原子核外电子数为18+4=22，故E为Ti；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，则M为HCHO，A、B两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，则N为C₆H₆，据此解答．

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位于短周期．A是原子半径最小的元素，则A为氢元素；B的基态原子中电子占有三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，核外电子排布式为1s²2s²2p²，则B为碳元素；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故D为O元素；C原子序数介于碳、氧之间，故D为N元素；E有“生物金属”之称，E⁴⁺和氩原子的核外 电子排布相同，E原子核外电子数为18+4=22，故E为Ti；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，则M为HCHO，A、B两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，则N为C₆H₆．
（1）H₂O₂分子的电子式为，E为Ti元素，核外电子数为22，其基态原子的外围电子排布式为3d²4s²，故答案为：；3d²4s²；
（2）同周期自左而右电负性增大，非金属性越强电负性越大，故电负性：O＞N＞C＞H，故答案为：O＞N＞C＞H；
（3）碳与浓硝酸反应生成二氧化氮、二氧化碳与水，反应方程式为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，故答案为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（4）a．HCHO为平面三角形，分子中正负电荷重心不重合，属于极性分子，苯是平面正六边形对称结构，为非极性分子，故a正确；
b．HCHO分子中碳原子成2个C-H键、1个C=O键，杂化轨道数为3，碳原子采取sp²杂化，二氧化碳分子中碳原子成2个C=O键，碳原子杂化轨道数为2，碳原子采用sp杂化，故b错误；
c．苯分子中含有12个σ键和1个大π键，故c错误；
d．CO₂晶体属于分子晶体，二氧化硅属于原子晶体，CO₂晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低，故d正确；
故答案为：ad；
（5）由晶胞结构可知，晶胞中Ti元素数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2，O原子数目为2+4×$\frac{1}{2}$=4，故该氧化物Q的化学式为TiO₂，
已知：①．TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140kJ•mol^-1
②．2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1
根据盖斯定律，①+②可得：TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81kJ/mol，
故答案为：TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81kJ/mol；
（6）①正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，即K₁＞K₂，故答案为：＞；
②在400℃，当测得CA₃和C₂、A₂的物质的量分别为3mol和1mol、2mol时，产生浓度商Qc=$\frac{（\frac{3}{0.5}）^{2}}{\frac{1}{0.5}×（\frac{2}{0.5}）^{3}}$=0.28，小于平衡常数0.5，故反应向正反应进行，则该反应的 v（C₂）_正＞v（C₂）_逆，故答案为：＞．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及电负性、核外电子排布、杂化方式、分子结构与性质、晶胞计算、热化学方程式书写、平衡常数影响因素及应用等，是对学生综合能力的考查，推断元素是解题的关键．