Question

7．X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的前四周期元素．X的一种1﹕2型氢化物分子中既有σ键又有π键，且分子中所有原子共平面；Z的L层有2个未成对电子；Q是所在周期中电负性最大的元素，QZ₂可替代Q₂作新的自来水消毒剂；R在周期表中位于d区，其基态原子有两个能级处于半充满状态．
请回答下列问题：
（1）Y基态原子的电子排布式是1s²2s²2p³．
（2）X、Y、Z、Q形成的最简单气态氢化物中，沸点最高的是H₂O（填化学式）．
（3）某离子是YZ₃^-的等电子体，则该离子的立体构型是平面三角形．
（4）常温时，RZ₂Q₂易溶于二硫化碳，则RZ₂Q₂可能是非极性分子（填“极性”或“非极性”）．
（5）XZ₂在高温高压下形成的晶胞如图所示．与该晶体相比，SiO₂晶体的熔点更低（填“高”或“低”）．
（6）RZ₃常用于“酒精检测仪”检测司机是否酒驾．RZ₃在硫酸溶液中能与酒精发生反应生成R³⁺，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2﹕3，该反应的化学方程式是2CrO₃+3CH₃CH₂OH+3H₂SO₄=3CH₃CHO+Cr₂（SO₄）₃+6H₂O．

Answer 1

分析 X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的前四周期元素．Q是所在周期中电负性最大的元素，处于ⅦA族，QZ₂可替代Q₂作新的自来水消毒剂，可推知Q为Cl；Z的L层有2个未成对电子，其核外电子排布式为1s²2s²2p²或1s²2s²2p⁴，X的一种1﹕2型氢化物分子中既有σ键又有π键，且分子中所有原子共平面，该氢化物为C₂H₄，可推知X为C元素、Z为O元素；Y的原子序数介于碳、氧之间，故Y为N元素；R在周期表中位于d区，其基态原子有两个能级处于半充满状态，外围电子排布式为3d⁵4s¹，故R为Cr元素．

解答 解：X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的前四周期元素．Q是所在周期中电负性最大的元素，处于ⅦA族，QZ₂可替代Q₂作新的自来水消毒剂，可推知Q为Cl；Z的L层有2个未成对电子，其核外电子排布式为1s²2s²2p²或1s²2s²2p⁴，X的一种1﹕2型氢化物分子中既有σ键又有π键，且分子中所有原子共平面，该氢化物为C₂H₄，可推知X为C元素、Z为O元素；Y的原子序数介于碳、氧之间，故Y为N元素；R在周期表中位于d区，其基态原子有两个能级处于半充满状态，外围电子排布式为3d⁵4s¹，故R为Cr元素．
（1）Y为N元素，基态原子的电子排布式是1s²2s²2p³，
故答案为：1s²2s²2p³；
（2）X、Y、Z、Q形成的最简单气态氢化物中，常温下甲烷、氨气、HCl为气体，而水为液体，故沸点最高的是H₂O，
故答案为：H₂O；
（3）NO₃^-离子中N原子孤电子对数=$\frac{5+1-2×3}{2}$=0，价层电子对数=3+0=3，空间结构为平面三角形，某离子是NO₃^-的等电子体，等电子体的结构相似，则该离子的立体构型是平面三角形，
故答案为：平面三角形；
（4）常温时，RZ₂Q₂易溶于二硫化碳，二硫化碳属于非极性分子，相似相溶，则RZ₂Q₂可能是非极性分子，
故答案为：非极性；
（5）由XZ₂在高温高压下形成的晶胞图可知其使用原子晶体，SiO₂晶体也属于原子晶体，由于C-O键长＜Si-O键长，故C-O键更稳定，则与该晶体相比，SiO₂晶体的熔点更低，
故答案为：低；
（6）CrO₃在硫酸溶液中能与酒精发生反应生成Cr³⁺，乙醇被氧化，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2﹕3，根据电子转移守恒可知乙醇被氧化为乙醛，该反应的化学方程式是：2CrO₃+3CH₃CH₂OH+3H₂SO₄=3CH₃CHO+Cr₂（SO₄）₃+6H₂O，
故答案为：2CrO₃+3CH₃CH₂OH+3H₂SO₄=3CH₃CHO+Cr₂（SO₄）₃+6H₂O．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，题目涉及核外电子排布、等电子体、分子结构与性质、晶体类型与性质、方程式的书写等，需要学生具备扎实的基础与灵活运用的能力．