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9.Q、R、X、Y、Z為周期表中原子序數依次遞增的前四周期元素.已知:
①Q為元素周期表中原子半徑最小的元素;
②R的基態原子中電子占據三種能量不同的能級,且每種能級中的電子總數相同;
③Y的基態原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍;
④Q、R、Y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,Q、R兩種元素組成的原子個數比為1:1的化合物N的質荷比最大值為78;
⑤Z有“生物金屬”之稱,Z4+離子和氬原子的核外電子排布相同.
請回答下列問題(答題時,Q、R、X、Y、Z用所對應的元素符號表示)
(1)化合物M的空間構型為平面三角形,其中心原子采取sp2雜化;化合物N在固態時的晶體類型為分子晶體.
(2)R、X、Y三種元素的第一電離能由小到大的順序為C<O<N.
(3)由上述一種或多種元素組成的與RY2互為等電子體的分子為N2O(寫分子式).
(4)Z原子基態時的外圍電子排布式為3d24s2;Z的一種含氧酸鋇鹽的晶胞 結構如圖所示,晶體內與每個Z原子等距離且最近的氧原子數為6.
(5)由R、X、Y三種元素組成的RXY-離子在酸性條件下可與NaClO溶液反應,生成X2、RY2等物質.該反應的離子方程式為2CNO-+2H++3ClO-=N2+2CO2+3Cl-+H2O.

分析 Q、R、X、Y、Z為周期表中原子序數依次遞增的前四周期元素,
①Q為元素周期表中原子半徑最小的元素,則Q為H元素;
②R的基態原子中電子占據三種能量不同的能級,說明R原子含有1S、2S、2P能級,且每種能級中的電子總數相同,則R元素的原子序數是6,為C元素;
③Y的基態原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍,Q、R、Y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,M為HCHO,則Y是O元素,X元素的原子序數大于C而小于O元素,所以X為N元素,Q、R兩種元素組成的原子個數比為1:1的化合物N的質荷比最大值為78,則N為苯;
⑤Z有“生物金屬”之稱,Z4+離子和氬原子的核外電子排布相同,則Z的原子序數是22,所以Z為Ti元素,結合原子的結構和性質解答.

解答 解:Q、R、X、Y、Z為周期表中原子序數依次遞增的前四周期元素,
①Q為元素周期表中原子半徑最小的元素,則Q為H元素;
②R的基態原子中電子占據三種能量不同的能級,說明R原子含有1S、2S、2P能級,且每種能級中的電子總數相同,則R元素的原子序數是6,為C元素;
③Y的基態原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍,Q、R、Y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,M為HCHO,則Y是O元素,X元素的原子序數大于C而小于O元素,所以X為N元素,Q、R兩種元素組成的原子個數比為1:1的化合物N的質荷比最大值為78,則N為苯;
⑤Z有“生物金屬”之稱,Z4+離子和氬原子的核外電子排布相同,則Z的原子序數是22,所以Z為Ti元素;
(1)M為HCHO,價層電子對個數=3+$\frac{1}{2}$=3且不含孤電子對,所以其空間構型為平面三角形,C原子雜化方式為sp2,N為苯,苯的構成微粒是分子,所以苯為分子晶體,
故答案為:平面三角形;sp2;分子晶體;
(2)同一周期元素中,元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢,但第VA族元素第一電離能大于相鄰元素,這幾種元素分別是C、N、O元素,則其第一電離能從小到大順序是:C<O<N,
故答案為:C<O<N;
(3)原子個數相等價電子數相等的微粒為等電子體,與二氧化碳互為等電子體的分子有:N2O,
故答案為:N2O;
(4)Ti元素為22號元素,其原子中3d能級、4s能級上各有兩個電子,3d、4s能級上電子為其外圍電子,所以其外圍電子排布式為3d24s2,以晶胞頂點為中心,采用沿X、Y、Z三軸切割的方法知,鈦的一種含氧酸鋇鹽的晶胞結構如圖所示,晶體內與每個鈦原子等距離且最近的氧原子數為6,
故答案為:3d24s2;6;
(5)由R、X、Y三種元素組成的CNO-離子在酸性條件下可與NaClO溶液反應,二者發生氧化還原反應生成N2、CO2,同時還生成氯離子和水,離子方程式為:2CNO-+2H++3ClO-=N2+2CO2+3Cl-+H2O,
故答案為:2CNO-+2H++3ClO-=N2+2CO2+3Cl-+H2O.

點評 本題考查了物質結構和性質,涉及晶胞的計算、氧化還原反應、元素周期律、等電子體等知識點,這些知識點是學習重點,根據原子結構正確判斷元素是解本題關鍵,再結合基本概念、基本規律等知識點來分析解答,難度較大.

練習冊系列答案
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①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜,堿洗時常有氣泡冒出,原因是2Al+2OH-+2H2O═2AlO+3H2↑ (用離子方程式表示).
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②以鋁材為陽極,在H2SO4溶液中電解,鋁材表面形成氧化膜,陽極電極反應式為
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