Question

7．（1）過渡金屬元素鐵能形成多種配合物，如：[Fe（H₂NCONH₂）₆]（NO₃）₃[三硝酸六尿素合鐵（Ⅲ）]和Fe（CO）_x等．
①基態(tài)Fe³⁺的M層電子排布式為3s²3p⁶3d⁵．
②配合物Fe（CO）_x的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為18，則x=5． Fe（CO）_x常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe（CO）_x晶體屬于分子晶體 （填晶體類型）；
（2）O和Na形成的一種只含有離子鍵的離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，距一個(gè)陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為立方體．已知該晶胞的密度為ρ g/cm ³，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，求晶胞邊長a=$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$cm． （用含ρ、N_A的計(jì)算式表示）
（3）下列有關(guān)的說法正確的是BC．
A．第一電離能大�。篠＞P＞Si
B．電負(fù)性順序：C＜N＜O＜F
C．因?yàn)榫Ц衲蹸aO比KCl高，所以KCl比CaO熔點(diǎn)低
D．SO₂與CO₂的化學(xué)性質(zhì)類似，分子結(jié)構(gòu)也都呈直線型，相同條件下SO₂的溶解度更大
E．分子晶體中，共價(jià)鍵鍵能越大，該分子晶體的熔沸點(diǎn)越高
（4）原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是形成化合物種類最多的元素，Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對的電子，W的原子序數(shù)為29．回答下列問題：
①Y₂X₂分子中Y原子軌道的雜化類型為sp，1mol Y₂X₂含有σ鍵的數(shù)目為3N_A．
②化合物ZX₃的沸點(diǎn)比化合物YX₄的高，其主要原因是氨氣之間形成氫鍵．
③元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體，元素Z的這種氧化物的分子式是N₂O．

Answer 1

分析 （1）①Fe原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，失去4s能級2個(gè)電子、3d能級1個(gè)電子形成Fe³⁺；
②Fe原子最外層電子數(shù)為8，CO為配體，CO分子提供1對電子，進(jìn)而計(jì)算x的值；
Fe（CO）_x常溫下呈液態(tài)，熔沸點(diǎn)低，易溶于非極性溶劑，可判斷Fe（CO）_x晶體屬于分子晶體；
（2）O和Na形成的一種只含有離子鍵的離子化合物為Na₂O，該晶胞結(jié)構(gòu)中黑球有8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，白球在內(nèi)部，共有8個(gè)，所以黑球?yàn)镺^2-，白色球?yàn)镹a⁺．計(jì)算晶胞質(zhì)量，再根據(jù)m=ρV=ρa(bǔ)³計(jì)算；
（3）A．同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢，P元素原子3p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的；
B．同周期自左而右電負(fù)性增大；
C．離子電荷越大、半徑越小，晶格能越大，晶體的熔點(diǎn)越高；
D．二氧化硫?yàn)閂形結(jié)構(gòu)；
E．分子晶體中，分子間作用力越強(qiáng)，該分子晶體的熔沸點(diǎn)越高；
（4）原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為4，故Y為碳元素；形成化合物種類最多的元素為C、H元素，則X為碳元素；Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對電子，則Z原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶，則Z為N元素；W的原子序數(shù)為29，則W為Cu元素．

解答 解：（1）①Fe原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，失去4s能級2個(gè)電子、3d能級1個(gè)電子形成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺離子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，其M層電子排布式為3s²3p⁶3d⁵，
故答案為：3s²3p⁶3d⁵；
②Fe原子最外層電子數(shù)為8，CO為配體，CO分子提供1對電子，則8+2x=18，故x=5；
Fe（CO）_x常溫下呈液態(tài)，熔沸點(diǎn)低，易溶于非極性溶劑，可判斷Fe（CO）_x晶體屬于分子晶體，
故答案為：5；分子晶體；
（2）O和Na形成的一種只含有離子鍵的離子化合物為Na₂O，該晶胞結(jié)構(gòu)中黑球有8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，白球在內(nèi)部，共有8個(gè)，所以黑球?yàn)镺^2-，白色球?yàn)镹a⁺，以晶胞中上面心O^2-離子為研究對象，距一個(gè)O^2-周圍最近的Na⁺離子有8個(gè)，位于晶胞中上層4個(gè)Na⁺及上面晶胞中的下層4個(gè)Na⁺，8個(gè)Na⁺離子形成立方體結(jié)構(gòu)，
晶胞質(zhì)量為4×$\frac{62}{{N}_{A}}$g，則4×$\frac{62}{{N}_{A}}$g=ρ g/cm ³×（a cm）³，解得a=$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$，
故答案為：立方體；$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$；
（3）A．同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢，P元素原子3p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能P＞S＞Si，故A錯(cuò)誤；
B．同周期隨原子序數(shù)增大，元素的電負(fù)性增大，故電負(fù)性C＜N＜O＜F，故B正確；
C．離子電荷越大、離子半徑越小，晶格能越大，熔沸點(diǎn)越高，晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔點(diǎn)低，故C正確；
D．二氧化硫與二氧化碳均為酸性氧化物，化學(xué)性質(zhì)相似，二氧化碳分子為直線型結(jié)構(gòu)，但二氧化硫?yàn)閂形結(jié)構(gòu)，屬于極性分子，相似相溶，溶解性大于二氧化碳的，故D錯(cuò)誤；
E．分子晶體中，分子間作用力越強(qiáng)，該分子晶體的熔沸點(diǎn)越高，故E錯(cuò)誤，
故選：BC；
（4）原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為4，故Y為碳元素；形成化合物種類最多的元素為C、H元素，則X為碳元素；Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對電子，則Z原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶，則Z為N元素；W的原子序數(shù)為29，則W為Cu元素．
①C₂H₂分子中每個(gè)C原子含有2個(gè)σ鍵，所以C軌道的雜化類型為sp雜化，一個(gè)乙炔分子中含有3個(gè)σ鍵，則1mol C₂H₂含有σ鍵的數(shù)目為3N_A，
故答案為：sp；3N_A；
②氨氣分子之間形成氫鍵，甲烷中不存在氫鍵，氫鍵的存在導(dǎo)致氨氣的沸點(diǎn)升高，所以化合物NH₃的沸點(diǎn)比化合物CH₄的高，
故答案為：氨氣之間形成氫鍵；
③元素C的一種氧化物與元素N的一種氧化物互為等電子體，CO₂和N₂O互為等電子體，所以元素Z的這種氧化物的分子式是N₂O，
故答案為：N₂O．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、配合物、晶體類型與性質(zhì)、元素周期律、雜化方式、晶胞計(jì)算、等電子體、氫鍵等，是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的綜合考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．