Question

【题目】M、N、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z、W都是第四周期过渡元素。R是同主族元素中最活泼的非金属元素，且能生成MR2型共价化合物， Z和Z2+具有相同的单电子数，Z2+的价电子数是W+的二分之一, W 有W +和W2+两种常见离子，R和X同主族。请回答下列问题(以下均用化学符号表示)：

（1）写出R基态原子的电子排布图_________________，M、N和R第一电离能由小到大的顺序是____________。

（2）N的气态氢化物极易溶于R的氢化物，且该体系呈碱性，请用结构式表示出两者主要的结合方式_________________。

（3）在上述元素形成的分子中，有四种分子互为等电子体，分别是MR2、MX2和MRX以及_______，该分子的结构式为___________，N与Y形成的NY3分子的空间构型是________。

（4）M和R所形成MR2晶体以及W晶体的结构都可以如图表示（O表示一个MR2分子或一个W原子），晶体中正八面体和正四面体空隙数的比值是_________，Z的硫化物有3种晶体，其中一种是Z2+为面心立方堆积，而晶体中全部正四面体空隙的二分之一被S2-占据，如果两种离子核间距为acm,则该晶体密度为__________________。

（5）Z的一种氧化物常用来氧化Y的氢化物的水化物的浓溶液制备Y2，该反应的化学方程式是____________。

Answer 1

【答案】 C<O<N N2O N=N=O 三角锥型 1：2 261/16NAa3 MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2+2H2O

【解析】M、N、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素， R是同主族元素中最活泼的非金属元素，且能生成MR2型共价化合物，则M为+4价，R为-2价，R和X同主族，因此R为O，M为C；X为S，则Y为Cl，N为N元素；Z、W都是第四周期过渡元素，W 有W +和W2+两种常见离子，则W为Cu元素；Z和Z2+具有相同的单电子数，Z2+的价电子数是W+的二分之一，则Z2+的价电子排布式为3d5，Z为Mn元素。

（1）R为O元素，基态O原子的电子排布图为；同周期的主族元素随核电荷数的增大，第一电离能呈增大的趋势，但氮的2p轨道为半充满结构，相对稳定，则C、N、O的第一电离能由小到大的顺序是C＜O＜N，故答案为： ；C<O<N；

（2）NH3与H2O均为极性分子，且NH3与H2O分子之间存在氢键，根据相似相溶原理，故NH3易溶于水，氨水中存在NH3H2O，能部分电离出OH-，导致氨水显碱性，NH3H2O的结构式为，故答案为： ；

（3）在上述元素形成的分子中，有四种分子互为等电子体，分别是CO2、CS2和COS以及N2O，等电子体检验相似的结构，则N2O的结构式为N=N=O，NCl3中N原子含有3个σ键和1个孤电子对，中心原子N是sp3杂化，则NCl3为三角锥型，故答案为：N2O；N=N=O；三角锥型；

（4）由晶胞结构可知，一个晶胞围成正八面体空隙共有4个（如图1个和12个，是正八面体的，计3个）；晶体中共有类似A点的顶点共有8个，晶体中围成正四面体空隙共有8个（如图），个数比为4:8=1:2；MnS有3种晶体，其中一种是Mn2+为面心立方堆积，而晶体中全部正四面体空隙的二分之一被S2-占据，则晶胞结构为，在晶胞中Mn2+共有8×+6×=4，S2-共有4个，设晶胞的边长为x，则x=4acm，x=cm，因此晶体密度==g/cm3，故答案为：1:2； ；

（5）二氧化锰常用来氧化氯化氢的水化物的浓溶液制备氯气，反应的化学方程式为MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2+2H2O，故答案为：MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2+2H2O。