Question

（1）過(guò)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

 

．
②尿素（H₂NCONH₂）分子中C、N原子的雜化方式分別是

 

、

 

；C、N都能和O形成原子個(gè)數(shù)比為1：3的常見微粒，推測(cè)這兩種微粒的空間構(gòu)型為

 

．
③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=

 

． 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

 

（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1，距一個(gè)陰離子周圍最近的所有陽(yáng)離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為

 

．已知該晶胞的密度為ρ g/cm³，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，求晶胞邊長(zhǎng)a=

 

cm． （用含ρ、N_A的計(jì)算式表示）
（3）下列說(shuō)法正確的是

 

．
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）圖2是Na、Cu、Si、H、C、N等元素單質(zhì)的熔點(diǎn)高低的順序，其中c、d均是熱和電的良導(dǎo)體．
①圖中d單質(zhì)的晶體堆積方式類型是

 

．
②單質(zhì)a、b、f 對(duì)應(yīng)的元素以原子個(gè)數(shù)比1：1：1形成的分子中含

 

個(gè)σ鍵，

 

個(gè)π鍵．
③圖3是上述六種元素中的一種元素形成的含氧酸的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明該物質(zhì)易溶于水的原因：

 

．

Answer 1

分析：（1）①Fe原子核外電子數(shù)為26，原子形成陽(yáng)離子先按能層高低失去電子，能層越高的電子越容易失去，同一能層中按能級(jí)高低失去電子，能級(jí)越高越容易失去；
②根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其雜化方式及微粒的空間構(gòu)型；
③配合物Fe（CO）_x的中心原子是鐵原子，其價(jià)電子數(shù)是8，每個(gè)配體提供的電子數(shù)是2，據(jù)此判斷x值；分子晶體的熔沸點(diǎn)較低；
（2）距一個(gè)陰離子周圍最近的所有陽(yáng)離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體是立方體；根據(jù)V=

m

ρ

進(jìn)行計(jì)算；
（3）A．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(shì)，但第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；
B．同一周期元素中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大；
C．晶格能與離子晶體的熔點(diǎn)成正比，離子半徑與晶格能成反比，離子所帶電荷與晶格能成正比；
D．根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定分子構(gòu)型，根據(jù)相似相溶原理分析；
E．分子晶體中，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)與其相對(duì)分子質(zhì)量成正比；
（4）①d單質(zhì)是熱和電的良導(dǎo)體，且熔點(diǎn)較高，則為銅，根據(jù)銅的晶胞結(jié)構(gòu)確定其堆積方式；
②根據(jù)熔點(diǎn)知，a是H元素，b是N元素，f是C元素，a、b、f 對(duì)應(yīng)的元素以原子個(gè)數(shù)比1：1：1形成的分子為HCN，其結(jié)構(gòu)為H-C≡N，共價(jià)單鍵為σ鍵，共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵一個(gè)是π鍵；
③根據(jù)圖知，該含氧酸中含有羥基，羥基和水中氧原子易形成氫鍵．

解答：解：（1）①Fe原子核外有26個(gè)電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，F(xiàn)e原子失去4s能級(jí)2個(gè)電子、3d能級(jí)1個(gè)電子形成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵ ，則M層電子排布式為：3s²3p⁶3d⁵，
故答案為：3s²3p⁶3d⁵；
②尿素（H₂NCONH₂）分子中C原子含有3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以其雜化方式為sp²，N原子分別含有3個(gè)，
σ鍵且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以N原子采用sp³雜化，氮原子和氧原子按1：3形成的微粒是NO₃^-，N原子含有3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，碳原子和氧原子以1：3形成的微粒是CO₃^2-，碳原子含有3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以這兩種微粒形成的空間構(gòu)型都為平面三角形，
故答案為：sp²；sp³；平面三角形；
③配合物Fe（CO）_x的中心原子是鐵原子，其價(jià)電子數(shù)是8，每個(gè)配體提供的電子數(shù)是2，8+2x=18，x=5，分子晶體的熔沸點(diǎn)較低，根據(jù)題給信息知，該物質(zhì)的熔沸點(diǎn)較低，所以為分子晶體，
故答案為：5；分子晶體；
（2）距一個(gè)陰離子周圍最近的所有陽(yáng)離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體是立方體，該晶胞中鈉離子個(gè)數(shù)是8，氧離子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，V=

m

ρ

=

62 NA ×4

ρ

=

248

ρNA

cm³，則a=

3	248 ρNA

cm，
故答案為：立方體；

3	248 ρNA

；
（3）A．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(shì)，但第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離能大小：P＞S＞Si，故A錯(cuò)誤；
B．同一周期元素中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大，所以電負(fù)性順序：C＜N＜O＜F，故B正確；
C．晶格能與離子晶體的熔點(diǎn)成正比，離子半徑與晶格能成反比，離子所帶電荷與晶格能成正比，鈣離子電荷大于鉀離子，且鈣離子半徑小于鉀離子，氯離子所帶電荷小于氧離子，且氯離子半徑大于氧離子，所以氯化鉀的晶格能小于氧化鈣，則氯化鉀的熔點(diǎn)比氧化鈣低，故C正確；
D．二氧化硫分子中硫原子的價(jià)層電子對(duì)是3且含有一個(gè)電子對(duì)，所以二氧化硫是V形結(jié)構(gòu)，為極性分子，二氧化碳是非極性分子，根據(jù)相似相溶原理知，二氧化硫易溶于水，故D錯(cuò)誤；
E．分子晶體中，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)與其相對(duì)分子質(zhì)量成正比，故D錯(cuò)誤；
故選BC；
（4）①d單質(zhì)是熱和電的良導(dǎo)體，且熔點(diǎn)較高，則為銅，銅為面心立方最密堆積，故答案為：面心立方最密堆積；
 ②根據(jù)熔點(diǎn)知，a是H元素，b是N元素，f是C元素，a、b、f 對(duì)應(yīng)的元素以原子個(gè)數(shù)比1：1：1形成的分子為HCN，其結(jié)構(gòu)為H-C≡N，共價(jià)單鍵為σ鍵，共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵一個(gè)是π鍵，三鍵中一個(gè)是σ鍵兩個(gè)是π鍵，所以該分子中含有2個(gè)σ鍵2個(gè)π鍵，
故答案為：2；2；
③根據(jù)圖知，該分子中含有一個(gè)氫原子、三個(gè)氧原子和一個(gè)氮原子，為硝酸分子，硝酸分子正負(fù)電荷重心不重合，為極性分子，且硝酸和水能形成氫鍵而增大硝酸的溶解性，故答案為：硝酸分子是極性分子，易溶于極性溶劑的水中，硝酸分子中氫氧鍵易與水分子間形成氫鍵．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞的計(jì)算、配合物成鍵、元素周期律等知識(shí)點(diǎn)，這些是學(xué)習(xí)難點(diǎn)，也是考查重點(diǎn)，同時(shí)考查學(xué)生空間想象能力，難度中等．