Question

11．已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期，A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B的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；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍．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二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．E有“生物金属”之称，E⁴⁺和氩原子的核外电子排布相同．
请回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）E的基态原子的外围电子排布式为3d²4s²．
（2）由A、B、C形成的ABC分子中，含有2个σ键，2个π键；
（3）下列叙述正确的是d．（填字母）
a．M易溶于水，是因为M与水分子间能形成氢键，且M是极性分子；N不溶于水，是因为N是非极性分子
b．M和二氧化碳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
（4）E的一种氧化物Q，其晶胞结构如上图所示，则Q的化学式为TiO₂，该晶体中氧原子的配位数为3．
（5）B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为N＞O＞C．
（6）在浓的ECl₃的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为ECl₃•6H₂O
的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：5，则该配离子的化学式为[TiCl（H₂O）₅]²⁺．

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位于前三周期，A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同，则A是H元素；
B的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，则B是C元素；
D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，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，M是甲醛，则D是O元素；
C元素原子序数小于D而大于B，为N元素；
A、B二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，为苯；
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=18+4=22，为Ti元素；
（1）E是Ti元素，其原子核外有22个电子，其外围电子为3d、4s电子，3d、4s能级上分别有2个电子；
（2）由A、B、C形成的HCN分子中，其结构式为H-C≡N，共价单键为σ键，共价三键中含有一个σ键、两个π键；
（3）a．M是甲醛，甲醛易溶于水，N是苯，苯不易溶于水，根据相似相溶原理判断；
b．M分子中C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，二氧化碳分子中C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对；
c．苯分子中含有12个σ键；
d．分子晶体熔沸点小于原子晶体；
（4）利用均摊分确定化学式；每个O原子连接3个Ti原子；
（5）B、C、D分别是C、N、O元素，同一周期元素元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；
（6）配位数为6、组成为TiCl₃•6H₂O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：5，根据晶体中水分子和Cl离子个数确定化学式．

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位于前三周期，A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同，则A是H元素；
B的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，则B是C元素；
D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，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，M是甲醛，则D是O元素；
C元素原子序数小于D而大于B，为N元素；
A、B二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，为苯；
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=18+4=22，为Ti元素，
（1）E是Ti元素，其原子核外有22个电子，其外围电子为3d、4s电子，3d、4s能级上分别有2个电子，其基态原子外围电子排布式为3d²4s²，故答案为：3d²4s²；
（2）由A、B、C形成的HCN分子中，其结构式为H-C≡N，共价单键为σ键，共价三键中含有一个σ键、两个π键，该分子中含有2个σ键、2个π键，故答案为：2；2；
（3）a．M是甲醛，甲醛易溶于水，N是苯，苯不易溶于水，甲醛和苯都是非极性分子，但甲醛能和水形成氢键但苯和水不能形成氢键，所以甲醛易溶于水而苯不易溶于水，故错误；
b．M分子中C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，二氧化碳分子中C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对，所以甲醛中C原子采用sp²杂化，二氧化碳分子中C原子采用sp杂化，故错误；
c．苯分子中含有12个σ键，故错误；
d．分子晶体熔沸点小于原子晶体，二氧化碳是分子晶体、二氧化硅是原子晶体，则二氧化碳熔沸点小于二氧化硅，故正确；
故选d；
（4）该晶胞中Ti原子个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2、O原子个数=2+4×$\frac{1}{2}$=4，所以其化学式为TiO₂；每个O原子连接3个Ti原子，氧原子配位数是3，
故答案为：TiO₂；3；
（5）B、C、D分别是C、N、O元素，同一周期元素元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以第一电离能大小顺序是N＞O＞C，
故答案为：N＞O＞C；
（6）配位数为6、组成为TiCl₃•6H₂O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：5，而晶体中只含有3个Cl^-，所以配体数目多的是H₂O，H₂O和Cl^-比值为5：1，所以该配离子的化学式为[TiCl（H₂O）₅]²⁺，
故答案为：[TiCl（H₂O）₅]²⁺．

点评 本题考查物质结构和性质，较综合，涉及配合物、元素周期律、晶胞计算、原子核外电子排布等知识点，明确原子结构、物质结构及元素周期律是解本题关键，侧重考查学生判断、空间想象及知识灵活运用能力，注意元素周期律中的反常现象，注意：苯分子中存在12个σ键而不是6个σ键，为易错点．