Question

已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期。A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B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； D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍。同时含有A、B、D三种元素的化合物M是一种居室污染气体，其分子中所有的原子共平面。A、B两种元素组成的原子个数比为1︰1的化合物N是常见的有机溶剂。E有“生物金属”之称，E⁴⁺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，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）

（1）下列叙述正确的是____________（填字母）。

A．M易溶于水，是因为M与水分子间能形成氢键，且M是极性分子；N不溶于水，是因为N是非极性分子

B．M和二氧化碳分子中的中心原子均采用sp²杂化

C．N分子中含有6个σ键和3个π键

D．N分子中所有原子共面

（2）E的一种氧化物化学式为EO₂，广泛用于制造高级白色油漆，也是许多反应的催化剂。工业上用含E的矿石[主要成分为FeEO₃(不溶于水，其中Fe为+2价) ]作原料制取EO₂。矿石经过硫酸溶液浸泡，生成含EO²⁺的溶液，再经稀释得EO₂·xH₂O，写出这两步反应的离子方程式

__________________________________，_________________________________。

（3）X和Y分别是B和C的氢化物，这两种氢化物都含有18电子。X和Y的化学式分别

是_______、_______。两者沸点的关系为X_____Y（填 > 或 < ）。

Answer

AD FeTiO3 + 4H+ ＝ Fe2+ + TiO2+ + 2H2O TiO2+ +（x+1）H2O ＝ TiO2•xH2O + 2H+ C2H6 N2H4 ＜

【解析】A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期．A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同，则A为H元素；B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，核外电子排布为1s22s22p2，故B为碳元素； D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，核外电子排布为1s22s22p4，则D为O元素；C的原子序数介于碳、氧之间，故C为N元素；同时含有A、B、D三种元素的化合物M是一种居室污染气体，其分子中所有的原子共平面，则M为HCHO；A、B两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，则N为C6H6；E有“生物金属”之称，E4+离子和氩原子的核外电子排布相同，E原子核外电子数为18+4=22，故E为Ti；

（1）A．HCHO中O氧原子电负性很大，能与与水分子形成氢键，易溶于水，N为苯，是非极性分子，水分子为极性分子，相似相溶原理，苯难溶于水，故A正确；B．HCHO中C原子形成3个σ键，没有孤电子对，碳原子采用sp2杂化，二氧化碳分子为直线型结构，碳原子采用sp杂化，故B错误；C．苯分子中H-C之间是s-sp2形成的σ键，C-C之间是sp2形成的σ键，苯分子中含有12个σ键和1个大π键，故C错误；D．苯为平面结构，所有原子处于同一平面，故D正确，故选AD；
（2）工业上用含Ti的矿石[主要成分为FeTiO3（不溶于水，其中Fe为+2价）]作原料制取TiO2．矿石经过硫酸溶液浸泡，生成含TiO2+的溶液，再经稀释得TiO2•xH2O，这两步反应的离子方程式为：FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O、TiO2++（x+1）H2O=TiO2•XH2O+2H+；
（3）X和Y分别是B和C的氢化物，这两种氢化物都含有18电子，则X为C2H6、Y为N2H4，N2H4分子之间存在氢键，沸点高于C2H6。

点睛：推断元素是解题关键，A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同，则A为H元素；B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，核外电子排布为1s22s22p2，故B为碳元素； D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，核外电子排布为1s22s22p4，则D为O元素；C的原子序数介于碳、氧之间，故C为N元素；同时含有A、B、D三种元素的化合物M是一种居室污染气体，其分子中所有的原子共平面，则M为HCHO；A、B两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，则N为C6H6；E有“生物金属”之称，E4+离子和氩原子的核外电子排布相同，E原子核外电子数为18+4=22，故E为Ti，据此解答。