Question

【題目】M、R、X、Y為原子序數依次增大的短周期主族元素，Z是一種過渡元素。M基態原子L層中p軌道電子數是s軌道電子數的2倍，R是同周期元素中最活潑的金屬元素，X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物，Z的基態原子4s和3d軌道半充滿。請回答下列問題：

（1）R基態原子的電子排布式是_____，X和Y中電負性較大的是__（填元素符號）。

（2）X的氫化物的沸點低于與其組成相似的M的氫化物，其原因是___________。

（3）X與M形成的XM3分子的空間構型是__________。

（4）M和R所形成的一種離子化合物R2M晶體的晶胞如圖所示，則圖中黑球代表的離子是_________（填離子符號）。

（5）在稀硫酸中，Z的最高價含氧酸的鉀鹽（橙色）氧化M的一種氫化物，Z被還原為+3價，該反應的化學方程式是____________。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s1或[Ne]3s1 Cl H2S分子間不存在氫鍵，H2O分子間存在氫鍵 平面三角形 Na＋ K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4=K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O

【解析】

M元素的2p電子數是2s的2倍，故價電子排布應為2s22p4，M為氧元素。R的原子序數比氧大，又是短周期金屬，故只能是第三周期。第三周期最活潑的金屬是鈉。X與M的化合物，引起酸雨，只有可能是二氧化硫或氮氧化物。但是X的原子序數比氧大，故X只能是硫元素。Y的原子序數比X大，又是短周期元素，只能是氯元素。Z的最高價含氧酸的鉀鹽是橙色，這是重鉻酸鹽的典型顏色。題目中關于4s、3d軌道半充滿的描述，也能推出Z是鉻元素(3d54s1)。

(1)鈉元素的基態電子排布為1s22s22p63s1，同周期元素從左到右電負性增大，Cl的電負性比S大。

(2)H2O之間有氫鍵，而H2S之間沒有氫鍵。分子間氫鍵會導致化合物熔沸點升高。

(3)對于SO3分子，價電子對數為3，孤電子對數為，所以分子應該是平面三角形。

(4)R2M為Na2O。晶胞中黑球全部在晶胞內部，故有8個，白球有個，二者比例為2:1。故黑球為Na+。

(5)水的化學性質穩定，不會與重鉻酸鉀反應，被氧化的M的氫化物只能是H2O2，氧化產物是O2。根據題目，還原產物中Cr為+3價，反應又在稀硫酸中進行，故還原產物為Cr2(SO4)3。根據元素守恒，另兩個產物是K2SO4和H2O。該反應的化學方程式是K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4 =K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O。