Question

【題目】M、N、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z、W都是第四周期過渡元素。R是同主族元素中最活潑的非金屬元素，且能生成MR2型共價(jià)化合物， Z和Z2+具有相同的單電子數(shù)，Z2+的價(jià)電子數(shù)是W+的二分之一, W 有W +和W2+兩種常見離子，R和X同主族。請(qǐng)回答下列問題(以下均用化學(xué)符號(hào)表示)：

（1）寫出R基態(tài)原子的電子排布圖_________________，M、N和R第一電離能由小到大的順序是____________。

（2）N的氣態(tài)氫化物極易溶于R的氫化物，且該體系呈堿性，請(qǐng)用結(jié)構(gòu)式表示出兩者主要的結(jié)合方式_________________。

（3）在上述元素形成的分子中，有四種分子互為等電子體，分別是MR2、MX2和MRX以及_______，該分子的結(jié)構(gòu)式為___________，N與Y形成的NY3分子的空間構(gòu)型是________。

（4）M和R所形成MR2晶體以及W晶體的結(jié)構(gòu)都可以如圖表示（O表示一個(gè)MR2分子或一個(gè)W原子），晶體中正八面體和正四面體空隙數(shù)的比值是_________，Z的硫化物有3種晶體，其中一種是Z2+為面心立方堆積，而晶體中全部正四面體空隙的二分之一被S2-占據(jù)，如果兩種離子核間距為acm,則該晶體密度為__________________。

（5）Z的一種氧化物常用來氧化Y的氫化物的水化物的濃溶液制備Y2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________。

Answer 1

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

【解析】M、N、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素， R是同主族元素中最活潑的非金屬元素，且能生成MR2型共價(jià)化合物，則M為+4價(jià)，R為-2價(jià)，R和X同主族，因此R為O，M為C；X為S，則Y為Cl，N為N元素；Z、W都是第四周期過渡元素，W 有W +和W2+兩種常見離子，則W為Cu元素；Z和Z2+具有相同的單電子數(shù)，Z2+的價(jià)電子數(shù)是W+的二分之一，則Z2+的價(jià)電子排布式為3d5，Z為Mn元素。

（1）R為O元素，基態(tài)O原子的電子排布圖為；同周期的主族元素隨核電荷數(shù)的增大，第一電離能呈增大的趨勢(shì)，但氮的2p軌道為半充滿結(jié)構(gòu)，相對(duì)穩(wěn)定，則C、N、O的第一電離能由小到大的順序是C＜O＜N，故答案為： ；C<O<N；

（2）NH3與H2O均為極性分子，且NH3與H2O分子之間存在氫鍵，根據(jù)相似相溶原理，故NH3易溶于水，氨水中存在NH3H2O，能部分電離出OH-，導(dǎo)致氨水顯堿性，NH3H2O的結(jié)構(gòu)式為，故答案為： ；

（3）在上述元素形成的分子中，有四種分子互為等電子體，分別是CO2、CS2和COS以及N2O，等電子體檢驗(yàn)相似的結(jié)構(gòu)，則N2O的結(jié)構(gòu)式為N=N=O，NCl3中N原子含有3個(gè)σ鍵和1個(gè)孤電子對(duì)，中心原子N是sp3雜化，則NCl3為三角錐型，故答案為：N2O；N=N=O；三角錐型；

（4）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，一個(gè)晶胞圍成正八面體空隙共有4個(gè)（如圖1個(gè)和12個(gè)，是正八面體的，計(jì)3個(gè)）；晶體中共有類似A點(diǎn)的頂點(diǎn)共有8個(gè)，晶體中圍成正四面體空隙共有8個(gè)（如圖），個(gè)數(shù)比為4:8=1:2；MnS有3種晶體，其中一種是Mn2+為面心立方堆積，而晶體中全部正四面體空隙的二分之一被S2-占據(jù)，則晶胞結(jié)構(gòu)為，在晶胞中Mn2+共有8×+6×=4，S2-共有4個(gè)，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為x，則x=4acm，x=cm，因此晶體密度==g/cm3，故答案為：1:2； ；

（5）二氧化錳常用來氧化氯化氫的水化物的濃溶液制備氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl（濃） MnCl2+Cl2+2H2O，故答案為：MnO2+4HCl（濃） MnCl2+Cl2+2H2O。