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的中心原子價電子數與配體提供電子數之和為18，則x=5． Fe（CO）_x常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據此可判斷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構如圖，距一個陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點構成的幾何體為立方體．已知該晶胞的密度為ρ g/cm ³，阿伏加德羅常數為N_A，求晶胞邊長a=$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$cm． （用含ρ、N_A的計算式表示）
（3）下列有關的說法正確的是BC．
A．第一電離能大�。篠＞P＞Si
B．電負性順序：C＜N＜O＜F
C．因為晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔點低
D．SO₂與CO₂的化學性質類似，分子結構也都呈直線型，相同條件下SO₂的溶解度更大
E．分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分子晶體的熔沸點越高
（4）原子序數小于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)時最外層電子數是其內層電子數的2倍，Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子，W的原子序數為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鍵的數目為3N_A．
②化合物ZX₃的沸點比化合物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個電子、3d能級1個電子形成Fe³⁺；
②Fe原子最外層電子數為8，CO為配體，CO分子提供1對電子，進而計算x的值；
Fe（CO）_x常溫下呈液態(tài)，熔沸點低，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，該晶胞結構中黑球有8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，白球在內部，共有8個，所以黑球為O^2-，白色球為Na⁺．計算晶胞質量，再根據m=ρV=ρa³計算；
（3）A．同周期隨原子序數增大，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性增大；
C．離子電荷越大、半徑越小，晶格能越大，晶體的熔點越高；
D．二氧化硫為V形結構；
E．分子晶體中，分子間作用力越強，該分子晶體的熔沸點越高；
（4）原子序數小于36的X、Y、Z、W四種元素，Y原子基態(tài)時最外層電子數是其內層電子數的2倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為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2p原子軌道上有3個未成對電子，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個電子、3d能級1個電子形成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，該晶胞結構中黑球有8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，白球在內部，共有8個，所以黑球為O^2-，白色球為Na⁺，以晶胞中上面心O^2-離子為研究對象，距一個O^2-周圍最近的Na⁺離子有8個，位于晶胞中上層4個Na⁺及上面晶胞中的下層4個Na⁺，8個Na⁺離子形成立方體結構，
晶胞質量為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錯誤；
B．同周期隨原子序數增大，元素的電負性增大，故電負性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，熔沸點越高，晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔點低，故C正確；
D．二氧化硫與二氧化碳均為酸性氧化物，化學性質相似，二氧化碳分子為直線型結構，但二氧化硫為V形結構，屬于極性分子，相似相溶，溶解性大于二氧化碳的，故D錯誤；
E．分子晶體中，分子間作用力越強，該分子晶體的熔沸點越高，故E錯誤，
故選：BC；
（4）原子序數小于36的X、Y、Z、W四種元素，Y原子基態(tài)時最外層電子數是其內層電子數的2倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為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2p原子軌道上有3個未成對電子，則Z原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶，則Z為N元素；W的原子序數為29，則W為Cu元素．
①C₂H₂分子中每個C原子含有2個σ鍵，所以C軌道的雜化類型為sp雜化，一個乙炔分子中含有3個σ鍵，則1mol C₂H₂含有σ鍵的數目為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，氫鍵的存在導致氨氣的沸點升高，所以化合物NH₃的沸點比化合物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．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及核外電子排布、配合物、晶體類型與性質、元素周期律、雜化方式、晶胞計算、等電子體、氫鍵等，是對物質結構的綜合考查，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．