Question

X、Y、Z、R代表四種短周期元素，X元素的基態(tài)原子電子排布式為1s¹，Y元素的原子價電子排布為nsⁿnpⁿ，Z元素位于第二周期且原子中p能級與所有s能級電子總數(shù)相等，R原子M電子層的p能級中有3個未成對電子．（答題時用所對應的元素符號表示）
（1）R在周期表中的位置是

 

，Z的基態(tài)原子的價電子排布式為

 

；
（2）化合物X₂Z中的沸點在同族元素中較高，原因是

 

．
按價層電子對互斥理論，RZ₄^3-離子的VSEPR模型和立體構型均為

 

形．
（3）Y₂X₂分子中，中心原子采用

 

雜化，分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為

 

；
（4）Y₂Z₄^2-和

 

（分子）是等電子體，Y₂Z₄^2-離子具有較強的還原性，它能使酸性KMnO₄溶液褪色（還原產物為Mn²⁺），寫出變化的離子方程式：

 

．

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：X、Y、Z、R代表四種短周期元素，X元素的基態(tài)原子電子排布式為1s¹，則X為氫元素，Y元素的原子價電子排布為nsⁿnpⁿ，則n=2，故Y為碳元素，Z元素位于第二周期且原子中p能級與所有s能級電子總數(shù)相等，同Z為氧元素，R原子M電子層的p能級中有3個未成對電子，則R為磷元素，據(jù)此答題．

解答： 解：X、Y、Z、R代表四種短周期元素，X元素的基態(tài)原子電子排布式為1s¹，則X為氫元素，Y元素的原子價電子排布為nsⁿnpⁿ，則n=2，故Y 為碳元素，Z元素位于第二周期且原子中p能級與所有s能級電子總數(shù)相等，同Z為氧元素，R原子M電子層的p能級中有3個未成對電子，則R為磷元素，
（1）R為磷元素，在周期表中第三周期第ⅤA族，Z為氧元素，它的基態(tài)原子的價電子排布式為2s²2p⁴，
故答案為：第三周期第ⅤA族；2s²2p⁴；
（2）由于水分子之間有氫鍵存在，所以水的沸點在同族元素的氫化物中較高，在PO₄^3-離子中，P原子的價層電子對數(shù)為

5+3

2

=4，沒有孤電子對，所以PO₄^3-的空間構型為正四面體，
故答案為：H₂O分子間以氫鍵結合；正四面體；
（3）在C₂H₂分子中，碳原子周圍有兩個σ鍵，且無素孤電子對，所以碳中心原子采用sp雜化，分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為3：2，
故答案為：sp雜化；3：2；
（4）根據(jù)等電子體原理 可知，C₂O₄^2-和 N₂O₄（分子）是等電子體，C₂O₄^2-離子具有較強的還原性，它能使酸性KMnO₄溶液褪色（還原產物為Mn²⁺），反應的離子方程式為5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：N₂O₄；5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O．

點評：本題主要考查了元素周期表、核外電子排布、氫鍵、分子空間構型、化學鍵、等電子體、氧化還原反應等知識點，有一定的綜合性，中等難度，元素推斷是解題的關鍵．