Question

【題目】原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、W四種元素，X、Z基態(tài)原子的2p原子軌道上均有2個(gè)未成對(duì)電子，W基態(tài)原子的除第四層只有1個(gè)電子外，其余內(nèi)層均為全滿結(jié)構(gòu)。

（1）W基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為 。元素X、Y、Z的第一電離能由小到大順序是 （填元素符號(hào)）。

（2）與XYZ－互為等電子體的一種分子為 （填化學(xué)式）。

（3）1 mol H2XZ3分子中含有σ鍵的數(shù)目為 。

（4）YH3極易溶于水的主要原因是 。

（5）尿素（H2NCONH2）可用于制有機(jī)鐵肥，主要代表有 [Fe(H2NCONH2)6](NO3)3 [三硝酸六尿素合鐵(Ⅲ)]。

①尿素分子中C、N原子的雜化方式分別是 。

②[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中“H2NCONH2”與Fe(Ⅲ)之間的作用力是 。根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測NO3—的空間構(gòu)型為 。

（6）CO2和NH3是制備尿素的重要原料，固態(tài)CO2（干冰）的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①1個(gè)CO2分子周圍等距離且距離最近的CO2分子有 個(gè)。

②銅金合金的晶胞結(jié)構(gòu)與干冰相似，若頂點(diǎn)為Au、面心為Cu，則銅金合金晶體中Au與Cu原子數(shù)之比為是 。

Answer 1

【答案】（1）3d104s1、C<O<N

（2）CO2（N2O或其它合理答案）

（3）5mol（4）NH3能于水形成氫鍵

（5）①sp2、sp3②配位鍵；平面三角形

（6）①12②1：3

【解析】

試題分析：原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、W四種元素，X、Z基態(tài)原子的2p原子軌道上均有2個(gè)未成對(duì)電子，則X是C，Z是O，所以Y是N；W基態(tài)原子的除第四層只有1個(gè)電子外，其余內(nèi)層均為全滿結(jié)構(gòu)，因此W的原子序數(shù)是28+1＝29，即W是Cu。

（1）銅基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3d104s1。同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢，N元素原子的2p能級(jí)有3個(gè)電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量降低，失去電子需要的能量較高，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C。

（2）原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)分別都相等的是等電子體，因此與CNO－互為等電子體的一種分子為CO2或N2O。

（3）單鍵都是σ鍵，雙鍵中含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，所以1 mol H2CO3分子中含有σ鍵的數(shù)目為5NA。

（4）NH3能于水形成氫鍵，所以氨氣極易溶于水；

（5）①尿素H2NCONH2，結(jié)構(gòu)式， C原子形成2個(gè)C-N鍵、1個(gè)C=O鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為3，C原子采取sp2雜化，N原子成3個(gè)單鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為4，N原子采取sp3雜化，即C、N原子的雜化方式分別是sp2、sp3；

②Fe（Ⅲ）有空軌道，尿素分子中N原子含有孤對(duì)電子，H2NCONH2與Fe（Ⅲ）之間形成配位鍵，。硝酸根中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝＝3，不含有孤對(duì)電子，所以NO3—的空間構(gòu)型為平面三角形；

（6）①以頂點(diǎn)的二氧化碳分子研究，最近的二氧化碳位于面心上，將晶胞補(bǔ)全可知， 3層每層各有4個(gè)二氧化碳分子與之最近，則最近的二氧化碳分子有4×3=12；

②若頂點(diǎn)為Au、面心為Cu，晶胞中含有Au原子數(shù)目為8×1/8=1，晶胞中含有Cu原子數(shù)目為6×1/2=3，則銅金合金晶體中Au與Cu原子數(shù)之比為1：3。