Question

8．已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數依次遞增，A、B、C、D位于短周期．A是原子半徑最小的元素；B的基態原子中電子占有三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數相 同；D原子的核外成對電子數是未成對電子數的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用所對應元素符號表示）：
（1）A₂D₂分子的電子式為，E的基態原子的外圍電子排布式為3d²4s²．
（2）A、B、C、D四種元素中電負性大小順序的是O＞N＞C＞H．
（3）單質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：①E的一種氧化物Q，其晶胞結構如圖所示
②已知：
Q（s）+2Cl₂（g）═ECl₄（l）+D₂（g）△H=+140kJ•mol^-1
2B（s）+D₂（g）═2BD（g）△H=-221kJ•mol^-1 
寫出物質Q和焦炭、氯氣反應生成液態ECl₄（l）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：

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

C₂（g）+3A₂（g）═2CA₃（g）△H＜0，其化學平衡常數K與溫度t的關系如下表．請回答下列問題．
①試比較K₁，K₂的大小，K₁＞K₂（填寫“＞”、“=”或“＜”）．
②在400℃，當測得CA₃和C₂、A₂的物質的量分別為3mol和1mol、2mol時，則該反應的 v（C₂）_正＞v（C₂）_逆（填寫“＞”、“=”或“＜”）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種元素的原子序數依次遞增，A、B、C、D位于短周期．A是原子半徑最小的元素，則A為氫元素；B的基態原子中電子占有三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數相同，核外電子排布式為1s²2s²2p²，則B為碳元素；D原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，故D為O元素；C原子序數介于碳、氧之間，故D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，E原子核外電子數為18+4=22，故E為Ti；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比為1：1的化合物N是常見的有機溶劑，則N為C₆H₆，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E五種元素的原子序數依次遞增，A、B、C、D位于短周期．A是原子半徑最小的元素，則A為氫元素；B的基態原子中電子占有三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數相同，核外電子排布式為1s²2s²2p²，則B為碳元素；D原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，故D為O元素；C原子序數介于碳、氧之間，故D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，E原子核外電子數為18+4=22，故E為Ti；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比為1：1的化合物N是常見的有機溶劑，則N為C₆H₆．
（1）H₂O₂分子的電子式為，E為Ti元素，核外電子數為22，其基態原子的外圍電子排布式為3d²4s²，故答案為：；3d²4s²；
（2）同周期自左而右電負性增大，非金屬性越強電負性越大，故電負性：O＞N＞C＞H，故答案為：O＞N＞C＞H；
（3）碳與濃硝酸反應生成二氧化氮、二氧化碳與水，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．HCHO為平面三角形，分子中正負電荷重心不重合，屬于極性分子，苯是平面正六邊形對稱結構，為非極性分子，故a正確；
b．HCHO分子中碳原子成2個C-H鍵、1個C=O鍵，雜化軌道數為3，碳原子采取sp²雜化，二氧化碳分子中碳原子成2個C=O鍵，碳原子雜化軌道數為2，碳原子采用sp雜化，故b錯誤；
c．苯分子中含有12個σ鍵和1個大π鍵，故c錯誤；
d．CO₂晶體屬于分子晶體，二氧化硅屬于原子晶體，CO₂晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低，故d正確；
故答案為：ad；
（5）由晶胞結構可知，晶胞中Ti元素數目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，O原子數目為2+4×$\frac{1}{2}$=4，故該氧化物Q的化學式為TiO₂，
已知：①．TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140kJ•mol^-1
②．2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1
根據蓋斯定律，①+②可得：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正反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，平衡常數減小，即K₁＞K₂，故答案為：＞；
②在400℃，當測得CA₃和C₂、A₂的物質的量分別為3mol和1mol、2mol時，產生濃度商Qc=$\frac{（\frac{3}{0.5}）^{2}}{\frac{1}{0.5}×（\frac{2}{0.5}）^{3}}$=0.28，小于平衡常數0.5，故反應向正反應進行，則該反應的 v（C₂）_正＞v（C₂）_逆，故答案為：＞．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及電負性、核外電子排布、雜化方式、分子結構與性質、晶胞計算、熱化學方程式書寫、平衡常數影響因素及應用等，是對學生綜合能力的考查，推斷元素是解題的關鍵．