Question

11．已知 X、Y、Z、M、R五種元素中，原子序數依次增大，其結構或性質信息如下表．請根據信息回答有關問題：

元素	結構或性質信息
X	原子的L層上s電子數等于p電子數．
Y	原子核外的L層有3個未成對電子．
Z	在元素周期表的各元素中電負性僅小于氟．
M	單質常溫、常壓下是氣體，原子的M層上有1個未成對的p電子．
R	第四周期過渡元素，其價電子層各能級處于半充滿狀態

（1）元素M的原子核外有5種不同能級的電子．
（2）五種元素中第一電離能最高的是     （寫元素符號，下同），電負性最小的是Cr
（3）在X₂M₄中，σ鍵與π鍵數目之比為5：1，XZ₂ 與Y₂Z互為等電子體，但Y₂Z為極性分子，試寫出Y₂Z的結構式N=N=O，在M₂Z中Z原子的雜化方式為sp³，其分子的空間構型為V型
（4）R的一種配合物的化學式為RCl₃•6H₂O．已知0.01molRCl₃•6H₂O在水溶液中用過量硝酸銀溶液處理，產生0.02mol AgCl沉淀．此配合物最可能是B（填序號）．
A．[R（H₂O）₆]Cl₃
B．[R（H₂O）₅Cl]Cl₂•H₂O
C．[R（H₂O）₄Cl₂]Cl•2H₂O  
D．[R（H₂O）₃Cl₃]•3H₂O．

Answer 1

分析 已知  X、Y、Z、M、R五種元素中，原子序數X＜Y＜Z＜M＜R，
X元素原子原子的L層上s電子數等于p電子數，核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；
Y元素原子核外的L層有3個未成對電子，核外電子排布為1s²2s²2p³，則Y為N元素；
Z元素在元素周期表的各元素中電負性僅小于氟，則Z為O元素；
M元素單質常溫、常壓下是氣體，原子的M層上有1個未成對的p電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，則M為Cl；
第四周期過渡元素，其價電子層各能級處于半充滿狀態，應為Cr元素，價層電子排布式為3d⁵4s¹，以此解答該題．
（1）M為Cl，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵共有17種不同運動狀態的電子，有5種不同能級的電子；
（2）同一主族元素的第一電離能隨著原子序數的增大而減小，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大而增大，注意同一周期的第ⅡA元素的第一電離能大于第ⅢA族的，第ⅤA族的大于第ⅥA族的；同周期自左而右電負性增大，同主族自上而下電負性減小，據此解答；
（3）依據C₂Cl₄分子結構可以分析σ鍵與π鍵數目之比；依據等電子體結構相似的原則可以推出N₂O的結構；根據中心原子價層電子數可以推出雜化類型，進而確定空間構型；
（4）Cr的最高化合價為+6，氯化鉻（CrCl₃•6H₂O）和氯化銀的物質的量之比是1：2，根據氯離子守恒知，則CrCl₃•6H₂O化學式中含有2個氯離子為外界離子，剩余的1個氯離子是配原子，據此分析．

解答 解：已知  X、Y、Z、M、R五種元素中，原子序數X＜Y＜Z＜M＜R，
X元素原子原子的L層上s電子數等于p電子數，核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；
Y元素原子核外的L層有3個未成對電子，核外電子排布為1s²2s²2p³，則Y為N元素；
Z元素在元素周期表的各元素中電負性僅小于氟，則Z為O元素；
M元素單質常溫、常壓下是氣體，原子的M層上有1個未成對的p電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，則M為Cl；
第四周期過渡元素，其價電子層各能級處于半充滿狀態，應為Cr元素，價層電子排布式為3d⁵4s¹，
（1）M為Cl，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵共有17種不同運動狀態的電子，有5種不同能級的電子，
故答案為：5；
（2）同一主族元素的第一電離能隨著原子序數的增大而減小，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大而增大，注意同一周期的第ⅡA元素的第一電離能大于第ⅢA族的，第ⅤA族的大于第ⅥA族的，由于N原子的2p能級電子為半充滿，為較穩定的結構，則N的第一電能較大；同周期自左而右電負性增大，同主族自上而下電負性減小，所以電負性最小的為Cr元素，據此解答故答案為：N；Cr；
（3）C₂Cl₄分子結構為，根據結構可知σ鍵數目為5、π鍵數目為1，σ鍵與π鍵數目之比為5：1；根據題意知CO₂和N₂O互為等電子體，已知CO₂結構為O=C=O，根據等電子體結構相似可以寫出N₂O結構為N=N=O；Cl₂O中心氧原子有6個價電子，兩個Cl分別提供一個電子，所以中心原子價電子對數=$\frac{6+2}{2}$=4，中心O原子雜化為sp³雜化；空間構型為V型；故答案為：5：1，N=N=O，sp³，V型；
（4）Cr的最高化合價為+6，氯化鉻（CrCl₃•6H₂O）和氯化銀的物質的量之比是1：2，根據氯離子守恒知，則CrCl₃•6H₂O化學式中含有2個氯離子為外界離子，剩余的1個氯離子是配原子，所以氯化鉻（CrCl₃•6H₂O）的化學式可能為[Cr（H₂O）₅Cl]Cl₂•H₂O，
故答案為：B．

點評 本題考查結構性質位置關系應用，涉及核外電子排布、電負性、配合物、元素化合物性質等知識，為高考常見題型，難度中等，明確元素種類是關鍵，（3）中注意配合物中外界離子與配體性質區別．