Question

10．已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次遞增，A、B、C、D位于短周期．A是原子半徑最小的元素；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；D原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍；E有“生物金屬”之稱，E⁴⁺和氬原子的核外電子排布相同．A、B、D三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體，A、B兩種元素組成的原子個數(shù)之比為1：1的化合物N是常見的有機溶劑．
請回答下列問題（答題時，A、B、C、D、E用所對應的元素符號表示）：
（1）A₂D₂分子的電子式為，E的基態(tài)原子的外圍電子排布式為3d²4s²．
（2）B、C、D三種元素的第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N．
（3）單質(zhì)B與C的最高價氧化物的水化物的濃溶液微熱反應，其化學方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
（4）下列敘述正確的是ad（填序號）．
a． M是極性分子，N是非極性分子
b． M和BD₂分子中的中心原子均采用sp²雜化
c． N分子中含有6個σ鍵和1個π鍵
d． BD₂晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低
（5）已知：E的一種氧化物Q，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示
①Q(mào)（s）+2Cl₂（g）=ECl₄（l）+D₂（g）△H=+140kJ/mol
②2B（s）+D₂（g）=2BD（g）△H=-221kJ/mol
寫出物質(zhì)Q和焦炭、氯氣反應生成液態(tài)ECl₄和BD氣體的熱化學方程式：
TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81kJ/mol
（6）在0.5L的密閉容器中，一定量的C₂和A₂進行如下化學反應：C₂（g）+3A₂（g）=2CA₃（g）△H＜0，其化學平衡常數(shù)K與溫度t的關(guān)系如表．請回答下列問題．

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

①試比較K₁，K₂的大小，K₁＞K₂（填寫“＞”、“=”或“＜”）．
②在400℃時，當測得CA₃和C₂、A₂的物質(zhì)的量分別為3mol和1mol、2mol時，則該反應的 V（C₂）正＞（C₂）逆（填寫“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次遞增，A、B、C、D位于短周期．A是原子半徑最小的元素，則A為H元素；
B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同，則B為C元素；
D原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍，則D是O元素，C原子序數(shù)大于B而小于D，則C為N元素；
E有“生物金屬”之稱，E⁴⁺和氬原子的核外電子排布相同，則E為Ti元素，
A、B、D三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體，則M為HCHO；
A、B兩種元素組成的原子個數(shù)之比為1：1的化合物N是常見的有機溶劑，則N是苯，
（1）H₂O₂分子中H-O、O-O原子之間都共用一對電子；E是Ti元素，其3d、4s電子為其外圍電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其外圍電子排布式；
（2）B、C、D分別是C、N、O元素，同一周期元素，其第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族第一電離能大于其相鄰元素；
（3）單質(zhì)B是碳、C的最高價氧化物的水化物的濃溶液是硝酸，在加熱條件下C和濃硝酸發(fā)生氧化還原反應生成二氧化碳、二氧化硫和水；
（4）a． M是雙氧水、N是苯，雙氧水是極性分子，苯是非極性分子；
b． 雙氧水中每個O原子價層電子對個數(shù)是4，CO₂分子中C原子價層電子對個數(shù)是2；
c． 苯分子中含有1個大π鍵和12個σ鍵；
d． 原子晶體熔沸點高于分子晶體；
（5）根據(jù)蓋斯定律計算反應熱；
（6）①該反應的正反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，化學平衡常數(shù)減��；
②先計算濃度商，如果濃度商大于平衡常數(shù)，則平衡逆向移動，如果濃度商等于平衡常數(shù)，則平衡不移動；如果濃度商小于平衡常數(shù)，則平衡正向移動．

解答 解：A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次遞增，A、B、C、D位于短周期．A是原子半徑最小的元素，則A為H元素；
B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同，則B為C元素；
D原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍，則D是O元素，C原子序數(shù)大于B而小于D，則C為N元素；
E有“生物金屬”之稱，E⁴⁺和氬原子的核外電子排布相同，則E為Ti元素，
A、B、D三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體，則M為HCHO；
A、B兩種元素組成的原子個數(shù)之比為1：1的化合物N是常見的有機溶劑，則N是苯，
（1）H₂O₂分子中H-O、O-O原子之間都共用一對電子，其電子式為；E是Ti元素，其3d、4s電子為其外圍電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其外圍電子排布式為3d²4s²，
故答案為：；3d²4s²；
（2）B、C、D分別是C、N、O元素，同一周期元素，其第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族第一電離能大于其相鄰元素，其第一電離能從小到大順序是C＜O＜N，故答案為：C＜O＜N；
（3）單質(zhì)B是碳、C的最高價氧化物的水化物的濃溶液是硝酸，在加熱條件下C和濃硝酸發(fā)生氧化還原反應生成二氧化碳、二氧化硫和水，反應方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（4）a． M是雙氧水、N是苯，雙氧水分子是書頁形分子，是極性分子，苯分子中所有原子共平面，是非極性分子，故正確；
b． 雙氧水中每個O原子價層電子對個數(shù)是4，CO₂分子中C原子價層電子對個數(shù)是2，雙氧水分子中O原子采用sp³雜化，二氧化碳分子中C原子采用sp雜化，故錯誤；
c． 苯分子中含有1個大π鍵和12個σ鍵，故錯誤；
d． 原子晶體熔沸點高于分子晶體，二氧化碳是分子晶體、二氧化硅是原子晶體，所有二氧化碳晶體熔沸點小于二氧化硅，故正確；
故選ad；
（5）①E的一種氧化物Q，該晶胞中Ti原子個數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，O原子個數(shù)=2+4×$\frac{1}{2}$=4，所以其化學式為TiO₂；
①TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140kJ/mol
②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ/mol
將方程式①+②得TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81kJ/mol，
故答案為：TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81kJ/mol；
（6）①該反應的正反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，化學平衡常數(shù)減小，所以K₁＞K₂，
故答案為：＞；
②先計算濃度商，如果濃度商大于平衡常數(shù)，則平衡逆向移動，如果濃度商等于平衡常數(shù)，則平衡不移動；如果濃度商小于平衡常數(shù)，則平衡正向移動，NH₃和N₂、H₂的物質(zhì)的量濃度分別為：3mol÷0.5L=6mol/L、1mol÷0.5L=2mol/L、2mol÷0.5L=4mol/L，濃度商=$\frac{{6}^{2}}{2×{4}^{3}}$=0.28＜0.5，則平衡正向移動，化學反應速率V（C₂）正＞（C₂）逆，故答案為：＞．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點，涉及晶胞計算、化學平衡有關(guān)計算、蓋斯定律、原子雜化方式判斷、原子核外電子排布等知識點，明確物質(zhì)結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)、基本理論是解本題關(guān)鍵，難點是有關(guān)平衡常數(shù)計算，題目難度中等．