Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。已知：①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；②R的基态原子中电子占据三种能量不同的能级，且每种能级中

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Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。已知：
①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；
②R的基态原子中电子占据三种能量不同的能级，且每种能级中的电子总数相同；
③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；
④Q、R、Y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，Q、R两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N的质荷比最大值为78；
⑤Z有“生物金属”之称，Z⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同。
请回答下列问题（答题时，Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示）
（1）化合物M的空间构型为        ，其中心原子采取   杂化；化合物N在固态时的晶体类型为           。
（2）R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为                。
（3）由上述一种或多种元素组成的与RY₂互为等电子体的分子为         （写分子式）。
（4）Z原子基态时的外围电子排布式为     ；Z的一种含氧酸钡盐的晶胞结构如图所示，晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为   。

（5）由R、X、Y三种元素组成的RXY^-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应，生成X₂、RY₂等物质。该反应的离子方程式为。

答案

（1）平面三角形 sp²分子晶体（2）C<O<N （3） N₂O
（4）3d²4s²6 （5）2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂+2CO₂+3Cl^-+H₂O

解析

试题分析：根据①可知Q为H元素；根据②可知R 的电子排布式是1s²2s²2p², R为C元素；根据③可知Y的电子排布式是1s²2s²2p⁴,Y为O元素；因为原子序数X的大于6小于8 ，所以X为N元素；根据④可知 M为甲醛CH₂O；N为C₆H₆，根据⑤可知Z为Ti元素。（1）CH₂O的空间构型为平面三角形，其C原子的杂化方式为sp²杂化。化合物C₆H₆是由分子构成的物质，在固态时属于分子晶体。（2）C、N、O三种元素中，因为N元素的原子最外层电子处于半充满的稳定状态，难失去电子，第一电离能比较大。O比C原子半径小，难失去电子。因此它们的第一电离能大小关系为C<O<N。（3）等电子体是原子数相同。电子数的物质。RY₂为CO₂，则由上述一种或多种元素组成的与CO₂互为等电子体的分子N₂O。（4）Ti的核外电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²．所以其基态时的外围电子排布式为3d²4s²。晶胞中含有的各元素的原子个数为：Ba :1;Ti：8×1/8="1;" O:12×1/4=3．所以晶体的化学式为BaTiO₃．由晶胞的结构可以看出：在每个晶胞中，与Ti原子距离相等且最近的O原子有3个，通过一个Ti可以形成8个晶胞，每个O原子同时属于4个晶胞，所以晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为3×8×1/4=6．（5）根据题意可知离子方程式为：2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂+2CO₂+3Cl^-+H₂O。

举一反三

我国已研制出一种稀土制冷材料，其主要成分是LaCaMnO。
（1）锰原子的基态价层电子排布式为________。
（2）S与O为同主族元素，其中电负性较大的是________；H₂S分子中S原子杂化轨道类型为________；试从结构角度解释H₂SO₄的酸性大于H₂SO₃的酸性：____________。
（3）Ca在空气中点燃生成CaO和少量Ca₂N₂。
①Ca₂N₂和水反应可以生成NH₂—NH₂，NH₂—NH₂能否作配体？________（填“能”或“否”）。
②CaO晶体与NaCl晶体一样，为面心立方最密堆积，则一个CaO晶胞中含有Ca²^＋数为________；欲比较CaO与NaCl的晶格能大小，需考虑的数据是________。

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钾、镁、氟、硼等元素在每升海水中的含量都大于1毫克，属于海水中的常量元素。
（1）钾、镁、氟、硼电负性从大到小的排列顺序是__________________________。
（2）镓与硼同主族，写出镓元素原子的价电子排布式（即外围电子排布式）：________________。
（3）用价层电子对互斥模型推断BF₃和NF₃的空间构型分别为________、________。
（4）钾、镁、氟形成的某化合物的晶体结构为K^＋在立方晶胞的中心，Mg²^＋在晶胞的8个顶角，F^－处于晶胞的棱边中心。由钾、镁、氟形成的该化合物的化学式为________，每个K^＋与________个F^－配位。

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研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题：
（1）C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是___________________________，
C₆₀和金刚石都是碳的同素异形体，二者相比，熔点高的是________，原因是____________________________。
（2）A、B均为短周期金属元素，依据表中数据，写出B的基态原子的电子排布式：________________。

电离能/（kJ·mol^－1）	I₁	I₂	I₃	I₄
A	932	1 821	15 390	21 771
B	738	1 451	7 733	10 540

（3）过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色，与其d轨道电子排布有关。一般地，d⁰或d¹⁰排布无颜色，d¹～d⁹排布有颜色。如[Co（H₂O）₆]²^＋显粉红色。据此判断：[Mn（H₂O）₆]²^＋________（填“无”或“有”）颜色。
（4）利用CO可以合成化工原料COCl₂、配合物Fe（CO）₅等。
①COCl₂分子的结构式为

，每个COCl₂分子内含有________个σ键，________个π键，其中心原子采取________杂化轨道方式。
②Fe（CO）₅在一定条件下发生分解反应：Fe（CO）₅（s）=Fe（s）＋5CO（g）。反应过程中，断裂的化学键只有配位键，则形成的化学键类型是________。

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在电解炼铝过程中加入冰晶石（用“A”代替），可起到降低Al₂O₃熔点的作用。冰晶石的生产原理为2Al（OH）₃＋12HF＋3Na₂CO₃=2A＋3CO₂↑＋9H₂O。根据题意完成下列填空：
（1）冰晶石的化学式为________，含有离子键、________等化学键。
（2）生成物中含有10个电子的分子是________（写分子式），该分子的空间构型为________，中心原子的杂化方式为________。
（3）反应物中电负性最大的元素为________（填元素符号），写出其原子最外层的电子排布图：________。
（4）Al单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。

若已知Al的原子半径为d，N_A代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量为M，则一个晶胞中Al原子的数目为________；Al晶体的密度为________（用字母表示）。

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X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大；X²^－和Y^＋有相同的核外电子排布；Z的气态氢化物的沸点比其上一周期同族元素气态氢化物的沸点低；R的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多；W为金属元素，X与W形成的某种化合物与Z的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取Z的气体单质。回答下列问题（相关回答均用元素符号表示）：
（1）R的基态原子的核外电子排布式是____________。
（2）Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低的原因是________________________________________________________________________。
（3）X与Z中电负性较大的是________。Z的某种含氧酸盐常用于实验室制取X形成的单质，此酸根离子的空间构型为________，此离子中所含化学键的类型是________，X—Z—X的键角________109°28′（填“＞”、“＜”或“＝”，已知：孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对之间的斥力）。
（4）X与Y形成的化合物Y₂X的晶胞如图。其中X离子的配位数为________，与一个X离子距离最近的所有的Y离子为顶点的几何体为________。该化合物与MgO相比，熔点较高的是________。

（5）已知该化合物的晶胞边长为a pm，则该化合物的密度为________g·cm^－3（只要求列出算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的数值为N_A）。

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