Question

【題目】我國(guó)部分城市灰霾天占全年一半,引起灰霾的 PM2.5 微細(xì)粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有機(jī)顆粒物及揚(yáng)塵等。通過(guò)測(cè)定灰霾中鋅等重金屬的含量,可知目前造成我國(guó)灰霾天氣的原因主要是交通污染。

（1）Zn2＋在基態(tài)時(shí)核外電子排布式為_____。

（2）NO3-的立體構(gòu)型是_____。

（3）PM2.5 含有大量的有毒、有害物質(zhì),易引發(fā)二次光化學(xué)煙霧污染,光化學(xué)煙霧中含有 NOx、O3、CH2=CH—CHO、HCOOH、CH3COOONO2（PAN）等二次污染物。

①下列說(shuō)法正確的是_____。

A.N2O 結(jié)構(gòu)式可表示為 N=N=O

B.O3 分子呈直線形

C.CH2=CH—CHO 分子中碳原子均采用 sp2 雜化

D.相同壓強(qiáng)下,HCOOH 沸點(diǎn)比 CH3OCH3高，說(shuō)明前者是極性分子，后者是非極性分子

②1 mol PAN 中含σ鍵數(shù)目為_____(用含 NA的式子表示)。

③NO 能被 FeSO4 溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4,該配合物中心離子的配位數(shù)為_____(填數(shù)字)。

（4）測(cè)定大氣中 PM2.5 的濃度方法之一是β-射線吸收法,β-射線放射源可用 85Kr,已知 Kr晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,設(shè)晶體中與每個(gè) Kr 原子相緊鄰的 Kr 原子有 m 個(gè),晶胞中含 Kr

原子為 n 個(gè),則m/n=___(填數(shù)字)。

（5）水分子的立體結(jié)構(gòu)是_____，水分子能與很多金屬離子形成配合物，其原因是在氧原子上有__________。

（6）冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞（其晶胞結(jié)構(gòu)如圖,其中空心所示原子位于立方體的 頂點(diǎn)或面心,實(shí)心球所示原子位于立方體內(nèi)）類似。每個(gè)冰晶胞平均占有_____個(gè)水分子。 冰晶胞與金剛石晶胞微粒排列方式相同的原因是_________。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d10平面三角形AC0NA63V 形孤電子對(duì)8C 原子與 O 原子都為 sp3 雜化,且氫鍵和共價(jià)鍵都具有方向性和飽和性

【解析】

（1）Zn是30號(hào)元素，其原子核外有30個(gè)電子，失去兩個(gè)電子生成鋅離子，Zn2+基態(tài)核外有28個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其核外電子排布式；

（2）根據(jù)VSEPR理論和雜化軌道理論判斷NO3-的空間構(gòu)型；
（3）①A、N2O與CO2互為等電子體，二者形成的化學(xué)鍵相似，據(jù)此答題；B、O3與SO2互為等電子體，據(jù)此答題；C、CH2=CH-CHO中每個(gè)碳原子均形成兩個(gè)單鍵和一個(gè)雙鍵，故均為sp2雜化，據(jù)此答題；D、HCOOH分子間能形成氫鍵，CH3OCH3不能形成分子間氫鍵，據(jù)此答題；
②一個(gè)單鍵就是一個(gè)σ鍵，一個(gè)雙鍵中含有一個(gè)σ鍵，一個(gè)π鍵；

③配體位于方括號(hào)中，由1個(gè)NO和5個(gè)H2O構(gòu)成。
（4）以頂點(diǎn)為計(jì)算，與之相鄰的最近的Kr位于三個(gè)面心上，而頂點(diǎn)的原子為8個(gè)立方體共有，每個(gè)面心上的Kr為兩個(gè)立方體共有，故與每個(gè)Kr原子相緊鄰的Kr原子有3×4=12，晶胞中含Kr原子為8×1/8+6×1/2=4，然后求出比值；

（5）根據(jù)σ鍵數(shù)目和孤電子對(duì)數(shù)判斷分子的立體構(gòu)型；水分子能與很多金屬離子形成配合物，其原因是在氧原子上有孤對(duì)電子，金屬離子有空軌道，能形成配位鍵；

（6）由圖可知，水位于晶胞的頂點(diǎn)、面心和晶胞內(nèi)，利用均攤法計(jì)算；金剛石中，C原子為sp3雜化，而冰晶胞與金剛石晶胞微粒排列方式相同，說(shuō)明C原子與O原子都為sp3雜化，且氫鍵和共價(jià)鍵都具有方向性和飽和性。

（1）Zn為30號(hào)元素，所以Zn2+在基態(tài)時(shí)核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；

因此，本題正確答案是：1s22s22p63s23p63d10；
（2）對(duì)于NO3-，根據(jù)VSEPR理論，中心N原子的配位原子數(shù)3，孤電子對(duì)數(shù)為0，則價(jià)電子對(duì)數(shù)為3+0=3，根據(jù)雜化軌道理論，中心N原子為sp2雜化，則其空間構(gòu)型為平面三角形；

因此，本題正確答案是：平面三角形；
（3）①A、N2O與CO2互為等電子體，二者形成的化學(xué)鍵相似，故N2O結(jié)構(gòu)式可表示為N=N=O，A正確；

B、O3與SO2互為等電子體，為V形分子，B錯(cuò)誤；

C、CH2=CH-CHO中每個(gè)碳原子均形成兩個(gè)單鍵和一個(gè)雙鍵，故均為sp2雜化，C正確；

D、HCOOH分子間可以形成氫鍵，CH3OCH3分子間只有范德華力，氫鍵的作用強(qiáng)于范德華力，所以HCOOH沸點(diǎn)比CH3OCH3高，與分子的極性無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。

答案選AC；
②PAN中所有單鍵均為σ鍵，雙鍵中有一個(gè)為σ鍵，-NO2的結(jié)構(gòu)為，所以PAN（CH3COOONO2）分子中含有10個(gè)σ鍵，則1mo1PAN含σ鍵數(shù)目為10 NA（或10×6.02×1023或6.02×1022）。
③配體位于方括號(hào)中，由1個(gè)NO和5個(gè)H2O構(gòu)成，則配位數(shù)為6。

因此，本題正確答案是：AC；10NA；6；
（4）根據(jù)均攤法，以頂點(diǎn)計(jì)算，與之相鄰最近的Kr位于三個(gè)面心上，而頂點(diǎn)的原子為8個(gè)立方體共有，每個(gè)面心上的Kr為兩個(gè)立方體共有，故最近的Kr為3×8/2=12，晶胞中Kr有8×1/8+6×1/2=4，兩者比值為12：4=3。
因此，本題正確答案是：3；

（5）水分子中含有2個(gè)σ鍵，孤電子對(duì)數(shù)==2，所以水分子的立體構(gòu)型為V型，水分子能與很多金屬離子形成配合物，其原因是在氧原子上有孤對(duì)電子，金屬離子有空軌道，能形成配位鍵；

因此，本題正確答案是：V形；孤電子對(duì)；
（6）每個(gè)冰晶胞平均含有水分子數(shù)為：8×+6×+4=8（其中頂點(diǎn)為8個(gè)，面心為6個(gè)，晶胞內(nèi)有4個(gè)）；金剛石中，C原子為sp3雜化，而冰晶胞與金剛石晶胞微粒排列方式相同，說(shuō)明C原子與O原子都為sp3雜化，且氫鍵和共價(jià)鍵都具有方向性和飽和性；

因此，本題正確答案是：8 ；C原子與O原子都為sp3雜化，且氫鍵和共價(jià)鍵都具有方向性和飽和性。