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    4．有M、X、Y、Z、Q五种元素．M元素的电负性在所有元素中最大，X原子最外层电子数比内层电子总数多1；Y原子s轨道和p轨道电子数相同，且有2个单电子；Z原子核外有3种能级，每种能级所含电子数相同；Q的原子序数为M、Y、Z原子序数之和．
    （1）Q元素的元素符号为V，该元素原子的价层电子的轨道表示式为．
    （2）M、Y、Z第一电离能由大到小顺序为F＞O＞C（用元素符号表示）．
    （3）将X、Y形成的化合物与单质Z在电炉中高温，得到化合物X4Z，写出该反应的化学方程式2B2O3+7C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$B4C+6CO，化合物X4Z熔、沸点高，硬度大，试解释原因B4C以共价键结合的空间网状结构的原子晶体．
    （4）M与X形成的化合物的键角为120°；如果把该化合物与乙醚（CH3CH2-O-CH2CH3）放在一起，X原子的杂化方式发生了变化，键长增加．请说明X原子杂化方式的变化及其原因B原子有空轨道，接受乙醚中O原子提供的孤对电子形成配位键，B原子由sp2杂化变为sp3杂化．
    （5）Q2Y5溶解在NaOH溶液中，可得到某酸钠（Na3QY4），该盐阴离子的空间构型为正四面体；也可以得到偏某酸钠，其阴离子呈如图所示的四面体无限链状结构（四面体的顶点为Y，Q位于四面体的体心），则偏某酸钠的化学式为NaVO3．

    分析 有M、X、Y、Z、Q五种元素．M元素的电负性在所有元素中最大，则M为F元素；X原子最外层电子数比内层电子总数多1，最外层电子数不超过8，原子只能有2个电子层，最外层电子数为3，故X为B元素；Y原子s轨道和p轨道电子数相同，且有2个单电子，原子核外电子排布式为1s22s22p4，则Y为O元素；Z原子核外有3种能级，每种能级所含电子数相同，原子核外电子排布式为1s22s22p2，则Z为C元素；Q的原子序数为M、Y、Z原子序数之和，即Q原子序数为9+8+6=23，故Q为V元素．
    （1）Q为V元素，处于周期表中第四周期VB族，价层电子排布式为3d34s2，结合泡利原理、洪特规则画出轨道排布图；
    （2）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势；
    （3）X、Y形成的化合物为B2O3，与碳单质在电炉中高温，得到化合物B4C，还生成CO，化合物B4C熔、沸点高，硬度大，说明属于原子晶体；
    （4）M与X形成的化合物为BF3，B原子孤电子对数=$\frac{3-1×3}{2}$=0，价层电子对数=3+0=3，为平面正三角形；
    B原子有空轨道，接受乙醚中O原子提供的孤对电子形成配位键；
    （5）VO43-中，V形成4个σ键，孤电子对数为$\frac{5+3-2×4}{2}$=0，为正四面体结构，由链状结构、结合均摊法可知每个V与3个O形成阴离子，且V的化合价为+5价，以此判断形成的化合物的化学式．

    解答 解：有M、X、Y、Z、Q五种元素．M元素的电负性在所有元素中最大，则M为F元素；X原子最外层电子数比内层电子总数多1，最外层电子数不超过8，原子只能有2个电子层，最外层电子数为3，故X为B元素；Y原子s轨道和p轨道电子数相同，且有2个单电子，原子核外电子排布式为1s22s22p4，则Y为O元素；Z原子核外有3种能级，每种能级所含电子数相同，原子核外电子排布式为1s22s22p2，则Z为C元素；Q的原子序数为M、Y、Z原子序数之和，即Q原子序数为9+8+6=23，故Q为V元素．
    （1）Q为V元素，处于周期表中第四周期VB族，价层电子排布式为3d34s2，则电子排布图为，
    故答案为：Ⅴ；；
    （2）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，故第一电离能F＞O＞C，
    故答案为：F＞O＞C；
    （3）X、Y形成的化合物为B2O3，与碳单质在电炉中高温，得到化合物B4C，还生成CO，反应方程式为：2B2O3+7C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$B4C+6CO，化合物B4C熔、沸点高，硬度大，是由于B4C以共价键结合的空间网状结构的原子晶体，
    故答案为：2B2O3+7C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$B4C+6CO；B4C以共价键结合的空间网状结构的原子晶体；
    （4）M与X形成的化合物为BF3，B原子孤电子对数=$\frac{3-1×3}{2}$=0，价层电子对数=3+0=3，为平面正三角形，故键角为120°；
    B原子有空轨道，接受乙醚中O原子提供的孤对电子形成配位键，B原子由sp2杂化变为sp3杂化，
    故答案为：120°；B原子有空轨道，接受乙醚中O原子提供的孤对电子形成配位键，B原子由sp2杂化变为sp3杂化；
    （5）VO43-中，V形成4个σ键，孤电子对数为$\frac{5+3-2×4}{2}$=0，为正四面体结构，由链状结构、结合均摊法可知每个V与3个O形成阴离子，且V的化合价为+5价则形成的化合物化学式为NaVO3，
    故答案为：正四面体；NaVO3．

    点评 本题综合考查物质的结构和性质，涉及核外电子排布、电离能、晶体类型与性质、化学键、杂化方式、晶体结构等，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源：2017届福建省高三上第二次月考化学试卷（解析版） 题型：选择题

    已知A是一种金属单质,B显淡黄色,其转化关系如图所示,则C的以下性质错误的是( )

    A．溶液呈碱性

    B．与澄清石灰水反应产生白色沉淀

    C．与足量盐酸反应放出气体

    D．受热易分解

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    18．水的电离常数如图两条曲线a与b所示，曲线中的点都符合c（H+）×c（OH-）=常数．下列说法正确的是（　　）
    A．图中温度T2＞T1
    B．曲线a、b均代表纯水的电离情况
    C．图中五点的Kw的关系：B＞C＞A＞D=E
    D．若处在B点时，将pH=2的硫酸溶液与pH=12的KOH溶液等体积混合后，溶液呈碱性

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    12．某高分子化合物M的合成路线如下：

    已知：R-CH2OH$\stackrel{KMnO_{4}/H+}{→}$R-COOH（R表示饱和烃基）．回答下列问题：
    （1）A→B的反应类型是加成反应．
    （2）C→D的反应条件为浓硫酸、加热．
    （3）F可以使溴的四氯化碳溶液褪色，则E的系统命名是2-甲基-1，3-丁二烯．
    （4）设计反应G→H和J→K的目的是保护碳碳双键不被氧化．
    （5）H有两种可能的结构，为了确定其结构可选用的仪器是ad（填代号）．
    a．红外光谱仪    b．质谱仪    c．元素分析仪    d．核磁共振仪
    （6）高分子化合物M的单体为、（写结构简式）．
    （7）J→K的化学方程式为．
    （8）与L具有相同官能团的L的同分异构体还有4种，其中核磁共振氢谱为3组峰，且面积比为3：2：1的是（写结构简式）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    19．五种短周期元素M、N、P、Q、K原子序数依次增大，已知：M与N，P、Q与K分别为同周期元素，M原子的最外层电子数是电子层数的2.5倍，N的最低负价为奇数，P是同周期主族原子半径最大的元素，Q与N能形成离子化合物，K元素的最高正价与最低负价的代数和为4，下列说法错误的是（　　）
    A．M的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物之间能相互反应
    B．N单质能将K从其钠盐的水溶液中置换出来
    C．N的氢化物沸点高于其它同族元素氢化物的沸点
    D．P、Q、K对应的最高价氧化物的水化物相互之间可能发生反应

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    9．如图甲是利用一种微生物将废水中的尿素[CO（NH2）2]的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中不正确的是（　　）
    A．铜电极应与X相连接
    B．H+透过质子交换膜由左向右移动
    C．M电极反应式为CO（NH2）2+H2O-6e-═CO2↑+N2↑+6H+
    D．当N电极消耗0.25 mol气体时，则理论上铁电极增重32 g

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    16．芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备．芳香烃的苯环比较稳定，难以氧化，而环上的支链不论长短，在强烈氧化时，最终能氧化成羧基．某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸．
    反应原理：（如图4）
    反应试剂、产物的物理常数：
    名称相对分
    子质量    		性状熔点沸点密度溶解度
    水乙醇乙醚
    甲苯92无色液体易燃易挥发-95110.60.8669不溶易溶易溶
    苯甲酸122白色片状或针状晶体122.42481.2659微溶易溶易溶
    主要实验装置和流程如图1、2：

    实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中，在90℃时，反应一段时间，再停止反应，按如图3流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯．
    （1）操作Ⅰ所需的玻璃仪器为分液漏斗、烧杯；操作Ⅱ为蒸馏．
    （2）如果滤液呈紫色，要先加亚硫酸氢钾，然后再加入浓盐酸酸化，加亚硫酸氢钾的目的是除去未反应的高锰酸钾，否则用盐酸酸化时会发生盐酸被高锰酸钾所氧化，产生氯气．
    （3）下列关于仪器的组装或者使用正确的是ABD．
    A．抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀
    B．安装电动搅拌器时，搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
    C．图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法
    D．冷凝管中水的流向是下进上出
    （4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入NaOH溶液，分液，水层再加入浓盐酸酸化，然后抽滤，干燥即可得到苯甲酸．
    （5）纯度测定：称取1.220g产品，配成100mL溶液，取其中25.00mL溶液，进行滴定，消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol．产品中苯甲酸质量分数为96%．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    13．以碳棒作阴极，铁棒作阳极电解NaCl溶液，电解开始约20秒后，阳极附近略显白色浑浊，然后开始出现灰绿色浑浊，最后生成较多的红褐色沉淀．下列说法正确的是（　　）
    A．阳极电极反应式：Fe-3e-═Fe3+
    B．水被电解后析出白色浑浊物为NaCl晶体
    C．灰绿色浑浊是Fe（OH）2
    D．随着电解的进行，溶液逐渐由中性变成碱性

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    14．常温下，向10mL 0.1mol/L的HR溶液中逐滴滴入0．l mol/L的NH3•H2O溶液，所得溶液pH及导电性变化如图．下列分析正确的是（　　）
    A．HR为强酸
    B．a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
    C．b点溶液中c（ NH4+）＞c（ R-）、c（OH-）＞c（H+）
    D．a～c任意点溶液均有c（H+）×c（OH-）=Kw=l.0×l0-14

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