Question

2．周期表前四周期的元素Q、R、X、Y、Z原子序数依次增大，Q元素的原子形成的离子就是一个质子；R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；X基态原子s能级的总电子数比p能级的总电子数多1；Y原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；Z原子的价电子排布为3d⁷4S²．
回答下列问题：
（1）R、X、Y中第一电离能最大的是N（填元素符号），其中Y原子的电子排布式为1s²2s²2p⁴．
（2）Q、R元素形成的某分子中共有14个电子，该分子中R原子采取sp杂化，该分子的立体构型为直线形．
（3）RY可以和很多过渡金属形成配合物，如Fe（ RY）₅、Ni（RY）₄．其中Fe（RY）₅常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe （RY）₅晶体属于分子晶体（填晶体类型）．RY与N₂互为等电子体，与RY互为等电子体的离子有CN^-等（任写一种）．
（4）向含Z²⁺的溶液中加入过量的氨水，并通入适量的Y₂气体，生成有[Z（NH₃）₆]³⁺离子，则该反应的离子方程式为4Co²⁺+24NH₃．H₂O+O₂=4[Co（NH₃）₆]³⁺+4OH^-+22H₂O．

Answer 1

分析 周期表前四周期的元素Q、R、X、Y、Z原子序数依次增大，Q元素的原子形成的离子就是一个质子，则Q为H元素；R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，原子核外电子数排布式为1s²2s²2p²，故R为C元素；X基态原子s能级的总电子数比p能级的总电子数多1，原子核外电子数排布式为1s²2s²2p³，故X为N元素；Y原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，原子核外电子数排布式为1s²2s²2p⁴，故Y为O元素；Z原子的价电子排布为3d⁷4S²，则Z为Co．

解答 解：周期表前四周期的元素Q、R、X、Y、Z原子序数依次增大，Q元素的原子形成的离子就是一个质子，则Q为H元素；R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，原子核外电子数排布式为1s²2s²2p²，故R为C元素；X基态原子s能级的总电子数比p能级的总电子数多1，原子核外电子数排布式为1s²2s²2p³，故X为N元素；Y原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，原子核外电子数排布式为1s²2s²2p⁴，故Y为O元素；Z原子的价电子排布为3d⁷4S²，则Z为Co．
（1）同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，N元素原子2p轨道为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能为N＞O＞C，
Y原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，原子核外电子数排布式为1s²2s²2p⁴，
故答案为：N；1s²2s²2p⁴；
（2）H、C元素形成的某分子中共有14个电子，该分子为C₂H₂，分子中C原子杂化轨道数目为2，碳原子采取sp杂化，该分子的立体构型为直线形，
故答案为：sp；直线形；
（3）Fe（CO）₅常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，符合分子晶体具有的性质，据此可判断Fe （CO）₅晶体属于分子晶体，CO与N₂互为等电子体，与CO互为等电子体的离子有 CN^-等，
故答案为：分子晶体；CN^-等；
（4）向含Co²⁺的溶液中加入过量的氨水，并通入适量的O₂气体，生成有[Co（NH₃）₆]³⁺离子，根据电荷守恒可知有OH^-生成，则该反应的离子方程式为：4Co²⁺+24NH₃．H₂O+O₂=4[Co（NH₃）₆]³⁺+4OH^-+22H₂O，
故答案为：4Co²⁺+24NH₃．H₂O+O₂=4[Co（NH₃）₆]³⁺+4OH^-+22H₂O．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，关键根据核外电子排布规律推断元素，注意同周期主族元素第一电离能异常情况，侧重考查学生对知识迁移运用．