Question

16．研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，有助于人們理解物質(zhì)變化的本質(zhì)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）O、Si、N元素的電負(fù)性由大到小的順序是O＞N＞Si．C₆₀和金剛石都是碳的同素異形體，二者中熔點(diǎn)較高的是金剛石．
（2）化合物A （H₃BNH₃）是一種潛在的儲(chǔ)氫材料，它可由六元環(huán)狀化合物（HB=NH）₃通過(guò)
3CH₄+2（HB=NH）₃+6H₂O→3CO₂+6H₃BNH₃制得．下列有關(guān)的敘述不正確的是A．（填標(biāo)號(hào)）
A．反應(yīng)前后碳原子的軌道雜化類(lèi)型不變
B．CH₄、H₂O、CO₂分子空間構(gòu)型分別是：正四面體形、V形、直線形
C．第一電離能：N＞O＞C＞B
D．化合物A中存在配位鍵
（3）過(guò)渡金屬離子與水分子形成的配合物是否有顏色，與其d軌道的電子排布有關(guān)．一般地，若為d ⁰或d¹⁰排布時(shí)無(wú)顏色；若為d¹～d⁹排布時(shí)有顏色；如²⁺顯藍(lán)色．據(jù)此判斷25號(hào)元素Mn形成的絡(luò)合離子[Mn（H₂O）₆]²⁺有（填“有”或“無(wú)”）顏色．
（4）H-C≡C-COOH分子內(nèi)含有的σ鍵、π鍵的個(gè)數(shù)依次為6、3，其中碳原子的雜化方式為sp和sp²．
（5）CO可以與金屬鐵形成配合物分子Fe（CO）₅．Fe（CO）₅在一定條件下發(fā)生分解反應(yīng)：Fe（CO）₅（s）=Fe（s）+5CO（g），反應(yīng)過(guò)程中，斷裂的化學(xué)鍵只有配位鍵，則形成的化學(xué)鍵類(lèi)型是金屬鍵．
（6）某元素的原子的M能層為全充滿狀態(tài)，且N層電子只有一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其單質(zhì)晶體中微粒的堆積方式是圖中丙（選填“甲”、“乙”或“丙”）； 若該晶體中晶胞的邊長(zhǎng)為acm，則該晶體的密度為$\frac{256}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³（寫(xiě)出含a的表達(dá)式，用N_A表示阿伏加德羅常數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元素的電負(fù)性在周期表中的遞變規(guī)律以及晶體的類(lèi)型與熔沸點(diǎn)的關(guān)系解答該題；
（2）A．由CH₄變?yōu)镃O₂，碳原子雜化類(lèi)型由sp³轉(zhuǎn)化為sp；
B．CH₄為正四面體，H₂O分子的空間結(jié)構(gòu)為V形，CO₂的空間結(jié)構(gòu)為直線形；
C．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IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；
D．根據(jù)B的最外層電子數(shù)及形成的共價(jià)鍵數(shù)判斷；
（3）判斷Mn²⁺離子的原子核外3d軌道上是否含有電子來(lái)判斷是否有顏色；
（4）C≡C鍵中含有1個(gè)δ鍵，2個(gè)π鍵，C=O鍵中含有1個(gè)δ鍵，1個(gè)π鍵；C≡C碳采用sp雜化，-COOH采用sp²雜化；
（5）根據(jù)生成物判斷形成的化學(xué)鍵；
（6）某元素的原子的M能層為全充滿狀態(tài)，且N層電子只有一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即N層只有一個(gè)電子，則外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，為銅元素，如圖丙為銅型晶體的堆積方式，為面心立方堆積，在銅晶胞中，銅原子數(shù)為$\frac{1}{8}$×8+6×$\frac{1}{2}$=4，若銅晶體中一個(gè)晶胞的邊長(zhǎng)為a cm，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算．

解答 解：（1）同周期元素從左到右元素的電負(fù)性逐漸增強(qiáng)，則電負(fù)性：O＞N＞C，同主族元素從上到下電負(fù)性逐漸減弱，則電負(fù)性：C＞Si，則有N＞O＞Si，C₆₀是分子晶體，而金剛石是原子晶體，原子晶體的熔沸點(diǎn)遠(yuǎn)大于分子晶體，
故答案為：O＞N＞Si；金剛石；
（2）A．由CH₄變?yōu)镃O₂，碳原子雜化類(lèi)型由sp³轉(zhuǎn)化為sp，反應(yīng)前后碳原子的軌道雜化類(lèi)型已經(jīng)改變，故A錯(cuò)誤；
B．CH₄分子中C原子在中心，四個(gè)H原子在四面體的頂點(diǎn)上，分子結(jié)構(gòu)為正四面體，H₂O分子中O原子含有2個(gè)孤電子對(duì)，分子的空間結(jié)構(gòu)為V形，CO₂的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，分子空間結(jié)構(gòu)為直線形，故B正確；
C．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IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，這幾種元素都是第二周期元素，它們的族序數(shù)分別是：第IIIA族、第IVA族、第VA族、第VIA族，所以它們的第一電離能大小順序是N＞O＞C＞B，故C正確；
D．B的最外層電子數(shù)為3，能形成的3個(gè)共價(jià)鍵，化合物A（H₃BNH₃）中B與H形成3個(gè)共價(jià)鍵，B原子的空軌道與N原子的孤對(duì)電子形成配位鍵，故D正確；
故答案為：A；
（3）Mn²⁺離子的原子核外排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，其d軌道上有5的電子，故[Mn（H₂O）₆]²⁺ 有顏色，
故答案為：有；
（4）C≡C鍵中含有1個(gè)δ鍵，2個(gè)π鍵，C=O鍵中含有1個(gè)δ鍵，1個(gè)π鍵，則H-C≡C-COOH分子內(nèi)含有6個(gè)σ鍵、3個(gè)π鍵，碳碳三鍵兩端的碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是2，為sp雜化，C=O鍵中碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3，所以存在sp²雜化，
故答案為：6、3；sp和sp²；
（5）Fe（CO）₅在一定條件下發(fā)生分解反應(yīng)：Fe（CO）₅═Fe（s）+5CO，反應(yīng)生成Fe，則形成金屬鍵，
故答案為：金屬鍵；
（6）某元素的原子的M能層為全充滿狀態(tài)，且N層電子只有一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即N層只有一個(gè)電子，則外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，為銅元素，如圖丙為銅型晶體的堆積方式，為面心立方堆積，在銅晶胞中，銅原子數(shù)為$\frac{1}{8}$×8+6×$\frac{1}{2}$=4，若銅晶體中一個(gè)晶胞的邊長(zhǎng)為a cm，則銅晶體的密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{64×4}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g/cm³=$\frac{256}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³；
故答案為：丙；$\frac{256}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及電離能、等電子體、分子結(jié)構(gòu)、雜化軌道、配合物、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，為�？贾�識(shí)點(diǎn)，注意掌握中學(xué)常見(jiàn)配合物，晶胞結(jié)構(gòu)需要學(xué)生具有一定的空間想象能力，側(cè)重對(duì)學(xué)生綜合能量的考查，難度中等．