Question

17．第二周期中碳、氮、氧是構成生命物質的三種主要元素，在生產生活中也有著重要的應用．
（1）第二周期中，第一電離能處于B與N之間的元素有3種．
（2）某元素位于第四周期Ⅷ族，其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同，則其基態(tài)原子的價層電子排布式為3d⁸4s²．
（3）NH₃分子的VSEPR模型為正四面體，SO₃分子的空間構型為平面三角形．
（4）乙烯酮（CH₂=C=O）是一種重要的有機中間體，可用CH₃COOH在痕量（C₂H₅O）₃P=O存在下加熱脫H₂O得到．乙烯酮分子中碳原子雜化軌道類型有sp²和sp；CH₃COOH的沸點比HCOOCH₃的高，其主要原因是CH₃COOH能夠形成分子間氫鍵，使沸點升高，HCOOCH₃不能形成氫鍵．
（5）CH₂=CHCN是制備晴綸的原料，其分子中σ鍵和π鍵的個數(shù)之比為2：1（填最簡整數(shù)比）．
（6）[LiC₆₀]PF₆與NaCl晶體具有類似的晶胞結構（[LiC₆₀]⁺表示1個Li⁺位于1個C₆₀內部）．[LiC₆₀]PF₆晶體中包含的化學鍵有BCD（填字母）：
A．金屬鍵    B．離子鍵    C．極性鍵    D．非極性鍵    E．范德華力．

Answer 1

分析 （1）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素；
（2）元素位于第四周期VIII族，其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同，C原子的電子排布為1s²2s²2p²，未成對電子數(shù)為2，則該元素為Ni；
（3）根據(jù)NH₃分子中氮原子價層電子對數(shù)判斷VSEPR模型，根據(jù)SO₃分子中硫原子的價層電子對數(shù)及孤電子對數(shù)判斷的空間構型；
（4）根據(jù)碳原子的價層電子對數(shù)判斷雜化軌道類型；乙酸分子之間能形成氫鍵，而甲酸甲酯不能；
（5）共價單鍵為σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵中有1個σ鍵和2個π鍵，分子中C=C中的C不存在孤對電子，σ鍵數(shù)為3，C≡N中C不存在孤對電子，σ鍵數(shù)為2；
（6）根據(jù)晶體的結構可知，[LiC₆₀]PF₆晶體中，[LiC₆₀]⁺與PF₆^-之間是離子鍵，PF₆^-內部存在極性共價鍵，（[LiC₆₀]⁺表示1個Li⁺位于1個C₆₀內部，碳碳之間有非極性共價鍵，以此解答．

解答 解：（1）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素，根據(jù)電離能的變化規(guī)律，半充滿的N原子和全充滿的Be原子第一電離能要比同周期原子序數(shù)大的原子高，故第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O三種元素，故答案為：3；
（2）元素位于第四周期VIII族，其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同，C原子的電子排布為1s²2s²2p²，未成對電子數(shù)為2，則該元素為Ni，其基態(tài)原子的價層電子排布式為3d⁸4s²，
故答案為：3d⁸4s²；
（3）NH₃分子中氮原子價層電子對數(shù)為$\frac{5+3}{2}$=4，所以VSEPR模型為正四面體，SO₃分子中硫原子的價層電子對數(shù)為$\frac{6}{2}$=3，分子中無孤電子對，所以分子空間構型為平面三角形，
故答案為：正四面體；平面三角形；
（4）在CH₂=C=O中，一個碳原子的價層電子對數(shù)為$\frac{4+2}{2}$=3，另一個碳原子的價層電子對數(shù)為$\frac{4+0}{2}$=2，所以碳原子的雜化軌道類型有sp²和sp，乙酸分子之間能形成氫鍵，而甲酸甲酯不能形成氫鍵，所以CH₃COOH的沸點比HCOOCH₃的高，
故答案為：sp²和sp；CH₃COOH能夠形成分子間氫鍵，使沸點升高，HCOOCH₃不能形成氫鍵；  
（5）共價單鍵為σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵中有1個σ鍵和2個π鍵，CH₂=CH-C≡N含6個σ鍵和3個π鍵，所以σ鍵和π鍵的個數(shù)之比為6：3=2：1，
故答案為：2：1；   
（6）根據(jù)晶體的結構可知，[LiC₆₀]PF₆晶體中，[LiC₆₀]⁺與PF₆^-之間是離子鍵，PF₆^-內部存在極性共價鍵，（[LiC₆₀]⁺表示1個Li⁺位于1個C₆₀內部，碳碳之間有非極性共價鍵，故選BCD．

點評 本題考查了雜化類型的判斷、第一電離能、價層電子排布式、雜化軌道等，注意把握同周期元素的第一電離能的變化趨勢，題目難度不大．