[化学选修3：物质结构与性质]Q、R、X、Y、Z为周期表前四周期元素，原子序数依次递增．已知：①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；②R的基态原子中电子占据三种

题文

[化学选修3：物质结构与性质]
Q、R、X、Y、Z为周期表前四周期元素，原子序数依次递增．已知：
①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；
②R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；
③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；
④Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，Q、R两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是中学化学中常见的有机溶剂；
⑤Z有“生物金属”之称，Z⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同．
请回答下列问题（答题时，Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示）
（1）化合物M的空间构型为______，其中心原子采取______杂化；化合物N在固态时的晶体类型为______．
（2）R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为______；
（3）由上述一种或多种元素组成的与RY₂互为等电子体的分子为______（写分子式）
（4）由R、X、Y三种元素组成的RXY^-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应，生成X₂、RY₂等物质．该反应的离子方程式为______．
（5）Z原子基态时的外围电子排布式为______；Z的一种含氧酸钡盐的晶胞结构如图所示，晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为______．

题型：未知 难度：其他题型

答案

由信息可知，Q为氢元素，R为碳元素，X为N元素，Y为氧元素，Z为钛元素，M为甲醛，N为苯；
（1）化合物M为甲醛，碳原子的孤电子对数为0，碳原子的σ键数为3，则碳原子采取sp²杂化，空间结构为平面三角形，化合物N为苯，是由碳、氢元素组成的化合物，苯是由苯分子直接构成的，则N在固态时的晶体类型为分子晶体，故答案为：平面三角形；sp²；分子晶体；
（2）R、X、Y三种元素的分别为C、N、O，非金属性越强则元素的第一电离能越大，但N原子的电子排布中P轨道半满，则失去1个电子更难，即三种元素中N元素的第一电离能最大，
故答案为：C＜O＜N；
（3）RY₂为CO₂，分子中有3个原子，价电子数为4+6×2=16，N₂O的分子中有3个原子，价电子数为5×2+6=16，则CO₂与N₂O互为等电子体，故答案为：N₂O；
（4）由RXY^-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应，生成X₂、RY₂等物质，由反应物与生成物，利用元素守恒、电荷守恒，则离子方程式为2CNO^-+2H⁺+3ClO^-═N₂↑+2CO₂↑+3C1^-+H₂O，
故答案为：2CNO^-+2H⁺+3ClO^-═N₂↑+2CO₂↑+3C1^-+H₂O；
（5）因Z⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同，则Z的原子序数为22，即Z为钛元素，其电子基态电子排布为1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d²4s²，电子最后填充3d电子，则外围电子排布为
3d²4s²，由晶体结构图可知，晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子在棱的位置，则氧原子数为1×3×84=6，故答案为：3d²4s²；6．

解析

1×3×84

考点

据考高分专家说，试题“[化学选修3：物质结构与性质]Q、R、X.....”主要考查你对 [离子方程式 ]考点的理解。

离子方程式

离子方程式：
用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子。

离子方程式书写规则：
①写：写出化学反应方程式
②拆：把易溶于水、易电离的物质写成离子形式，难容难电离的物质及气体等仍用化学式表示
③删：删去方程式两边不参加反应的离子
④查：检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等
离子方程式书写及正误的判断方法：
①判断反应是否在水溶液中进行
因为电解质在水溶液中可以电离为自由移动的离子，在这种条件下才能发生离子反应。
②判断反应能否发生。
如果反应不能发生，当然也就没有离子方程式可言。
③判断反应物、生成物是否正确。
④判断质量和电荷是否守恒。
离子方程式不仅要质量守恒，而且反应前后各离子所带电荷总数必须相等。
⑤判断氧化物、难溶物、气体、单质、难电离的弱酸、弱碱、水是否写成了分子形式，而易电离的物质是否写成离子形式。
⑥判断连接符号“=”和“”及状态符号“↑”和“↓”运用是否正确。
强电解质的电离、不可逆反应、双水解反应用“=”；弱电解质电离、可逆反应、水解反应用“”。复分解反应、水解反应生成的难溶物用“↓”，气体用“↑”；单水解反应生成的难溶物不用“↓”，气体不用“↑”。
⑦判断微溶物的处理是否正确。
微溶物做反应物时，一般用离子形式，做生成物时一般用分子式。
⑧判断反应物的滴加顺序与方程式中生成物是否一致。
如：把碳酸钠溶液滴加到盐酸溶液中，和把盐酸滴加到碳酸钠溶液中反应产物是不同的。
⑨判断反应物的相对量与产物是否一致。
有些反应因反应物的量不同会生成不同的产物。如：CO₂、SO₂、H₂S等气体与碱溶液反应时，若气体少量，则生成正盐；若气体过量，则生成酸式盐。
⑩判断电解质在写成离子形式时阴阳离子个数比是否合理。
如Ba(OH)₂溶液和稀H₂SO₄反应的离子方程式往往错误写成： ，正确为：

书写与量有关的离子方程式：
基本方法是：把物质的量少的物质的系数定为1，其他物质按最大量消耗。

1.因滴加顺序不同造成连续反应

• HCl与Na₂CO₃

向Na₂CO₃溶液中滴入盐酸溶液至过量，其离子反应分步写 （1）CO₃^2-+H⁺==HCO₃^- （2）HCO₃^-+H⁺==CO₂↑+H₂O
若向盐酸溶液中滴入Na₂CO₃溶液至不再产生气体，其离子反应一步完成 CO₃^2-+2H⁺==CO₂↑+H₂O
若向足量Na₂CO₃溶液中加入少量的盐酸溶液，其离子方程式为： CO₃^2-+H⁺==HCO₃^-

• HCl与NaAlO₂ 

向Na₂CO₃溶液中滴入盐酸溶液至过量，其离子反应分步写 （1）CO₃^2-+H⁺==HCO₃^- （2）HCO₃^-+H⁺==CO₂↑+H₂O
若向盐酸溶液中滴入Na₂CO₃溶液至不再产生气体，其离子反应一步完成 CO₃^2-+2H⁺==CO₂↑+H₂O
若向足量Na₂CO₃溶液中加入少量的盐酸溶液，其离子方程式为： CO₃^2-+H⁺==HCO₃^-  

• AlCl₃与NaOH 

向AlCl₃溶液中滴入NaOH溶液至过量，其离子反应分步写 （1）Al³⁺+3OH^-==Al(OH)₃↓ （2）Al(OH)₃+OH^-==AlO₂^-+2H₂O
若向NaOH溶液中加入少量AlCl₃溶液，其离子反应一步完成 Al³⁺+4OH^-==AlO₂^-+2H₂O
若向足量Al₂(SO₄)₃溶液中加入少量的NaOH溶液，其离子方程式为： Al³⁺+3OH^-==Al(OH)₃↓

• AgNO₃与NH₃·H₂O

 向AgNO₃溶液中滴入稀NH₃·H₂O至过量，其离子反应分步写（1） Ag⁺+NH₃·H₂O==AgOH↓+NH₄⁺    (2)AgOH+2NH₃·H₂O==Ag(NH₃)₂⁺+OH^-+2H₂O
 若向NH₃·H₂O溶液中加入少量AgNO₃，其离子反应一步完成 Ag⁺+3NH₃·H₂O==Ag(NH₃)₂⁺+OH^-+NH₄⁺+2H₂O 
 若向足量AgNO₃溶液中滴入少量NH₃·H₂O，其离子方程式为：Ag⁺+NH₃·H₂O==AgOH↓+NH₄⁺

• CO₂与NaOH

向NaOH溶液中通人CO₂气体至过量，其离子反应分步写 （1）2OH^-+CO₂==CO₃^2-+H₂O (2)CO₃^2-+CO₂+H₂O==2HCO₃^-
若向足量NaOH溶液中通人少量CO₂气体，其离子方程式为： 2OH^-+CO₂==CO₃^2-+H₂O
若向NaOH溶液中通人过量CO₂气体，其离子反应一步完成 OH^-+CO₂==HCO₃^-

2.过量型：

向足量的Ca(HCO₃)₂溶液中逐渐滴入NaOH溶液          OH-+Ca²⁺+HCO₃^-==H₂O+CaCO₃↓
向足量的NaOH溶液中逐渐滴入Ca(HCO₃)₂溶液        Ca²⁺+2HCO₃^-+2OH^-==2H₂O+CaCO₃↓+CO₃^2-
Fe与HNO₃ ：铁过量时：Fe+4HNO₃==Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O
                       铁不足时：3Fe+8HNO₃==3Fe(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

3.定量型：

因还原性I^->Fe²⁺>Br^-,所以在FeI₂或者FeBr₂中通入一定量的Cl₂，发生不同的离子反应，依次为：
（1）2I^-+Cl₂==2Cl^-+I₂（2）2Fe²⁺+Cl₂==2Fe³⁺+2Cl^-（3）2Br^-+Cl₂==2Cl^-+Br₂

4.目标型

向明矾溶液逐滴滴加Ba(OH)₂溶液至硫酸根离子刚好沉淀完全         Al³⁺+SO₄^2-+Ba²⁺+4OH^-==AlO₂^-+2BaSO₄↓+2H₂O
向明矾溶液逐滴滴加Ba(OH)2溶液至铝离子刚好沉淀完全                Al³⁺SO₄^2-+Ba²⁺+3OH^-==Al(OH)₃↓+2BaSO₄↓

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