Question

【題目】國家航天局計劃2020年實施火星探測任務。據(jù)了解火星上存在大量的含氮化合物，科學家推測火星生命可能主要以氮、碳、硅、銅為基體構成。

請回答下列問題：

（1）鄰氨基吡啶()的銅配臺物在有機不對稱合成中起催化誘導效應。

①鄰氨基吡啶中所有元素的電負性出小到大的順序為__(填元素符號)。設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，1mol中含有σ鍵的數(shù)目為__。

②一定條件下-NH2可以被氧化成-NO2，-NO2中N原子的雜化方式為__雜化。

（2）第四周期的某主族元素，其第一至第五電離能數(shù)據(jù)如圖所示，則該元素的基態(tài)原子電子排布式為___。

（3）元素周期表中的第IVA族~第VIIA族中部分元素的最簡單氫化物的沸點變化趨勢線如圖，其中一個小黑點代表-種氫化物，則趨勢線a代表第__族元素的最簡單氫化物的沸點變化趨勢，判斷依據(jù)是__。

（4）干冰是常見的分子晶體，而CO2在高溫高壓下能形成另一種晶體其晶胞如圖所示，該CO2晶體的熔點__(填“>”“<”或“=”)SiO2晶體的熔點。

（5）一種嘌呤和一種吡啶的結構如圖。

①嘌呤中軌道之間的夾角∠1比∠2大，原因是__。

②分子中的大π鍵可以用符號表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)。則該吡啶中的大π鍵可表示為__。

（6）火星巖石中存在大量的氮化鎵，氮化鎵為六方晶胞，結構如圖所示。若該晶體密度為dg·cm-3，晶胞參數(shù)a=b≠c(單位：nm)，a、b夾角為120°，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶胞參數(shù)c=___nm(寫出代數(shù)式)。

Answer 1

【答案】H＜C＜N 13NA sp2 1s22s22p63s23p64s2 IVA NH3、H2O、HF因存在氫鍵，沸點高于同主族相鄰元素氫化物的，從而出現(xiàn)沸點反�，F(xiàn)象，只有ⅣA族元素氫化物不存在反�，F(xiàn)象，圖中趨勢線a沒有反�，F(xiàn)象 > 孤電子對與鍵合電子對之間的斥力大于鍵合電子對之間的斥力，斥力大

【解析】

（1）①非金屬性越強電負性越大；分子環(huán)上還有4個C-H將，分子含有13個σ鍵；

②-NO2中N原子有1個未成鍵電子，價層電子對數(shù)=2+1=3；

（2）根據(jù)圖中該元素的第一至五電離能數(shù)據(jù)可知，該元素第三電離能突變，說明該元素容易失去2個電子，即最外層有兩個電子，則為第IIA族元素Ca；

（3）含有氫鍵的氫化物熔沸點較高，不含氫鍵的氫化物熔沸點隨著分子間作用力增大而增大；

（4）根據(jù)圖知，CO2在高溫高壓下所形成的晶體為原子晶體，原子晶體熔沸點與原子半徑成反比；

（5）①根據(jù)VSEPR理論，孤電子對與鍵合電子對之間的斥力大于鍵合電子對與鍵合電子對之間的斥力，導致鍵合電子對與對鍵合電子對之間的夾角減��；

②吡啶為平面結構，N形成3個共價鍵，未參與成鍵的p軌道有一對電子，參與形成離域大π鍵，每個C原子留有一個p軌道，軌道上留有一個單電子形成大π鍵；

（6）均攤法計算晶胞中Ga、N原子數(shù)目，表示出晶胞的質量，晶胞體積=a×10-7 cm×b×10-7 cm×sin60°×c×10-7 cm，結合晶胞質量=晶體密度×晶胞體積計算。

（1）①非金屬性越強電負性越大，故電負性：H＜C＜N；分子環(huán)上還有4個C-H將，分子含有13個σ鍵，1mol中含有σ鍵的數(shù)目為13NA，故答案為：H＜C＜N；13NA；

②-NO2中N原子有1個未成鍵電子，價層電子對數(shù)=2+1=3，N原子采取sp2雜化，故答案為：sp2；

（2）由該元素的第一至五電離能數(shù)據(jù)可知，該元素第一二電離能較小，說明容易失去2個電子，即最外層有兩個電子，已知該元素為第四周期的某主族元素，則為第四周期，第IIA族元素Ca，則該元素的基態(tài)原子電子排布式為：1s22s22p63s23p64s2，故答案為：1s22s22p63s23p64s2；

（3）在ⅣA～ⅦA中的氫化物里，NH3、H2O、HF因存在氫鍵，故沸點高于同主族相鄰元素氫化物的沸點，只有ⅣA族元素氫化物不存在反�，F(xiàn)象，組成與結構相似，相對分子量越大，分子間作用力越大，沸點越高，故曲線a點代表的應是第IVA的氫化物沸點變化，

故答案為：IVA；NH3、H2O、HF因存在氫鍵，沸點高于同主族相鄰元素氫化物的，從而出現(xiàn)沸點反�，F(xiàn)象，只有ⅣA族元素氫化物不存在反�，F(xiàn)象，圖中趨勢線a沒有反�，F(xiàn)象；

（4）該晶體中原子之間通過共價鍵結合，屬于原子晶體，而碳氧鍵的鍵長短，所以該晶體的熔點比SiO2晶體高，故答案為：>；

（5）①根據(jù)VSEPR理論，孤電子對對鍵合電子對之間的斥力大于鍵合電子對對鍵合電子對之間的斥力，導致鍵合電子對對鍵合電子對之間的夾角減小，故答案為：孤電子對與鍵合電子對之間的斥力大于鍵合電子對之間的斥力，斥力大；
②吡啶為平面結構，N形成3個共價鍵，未參與成鍵的p軌道有一對電子，參與形成離域大π鍵，每個C原子留有一個p軌道，軌道上留有一個單電子形成大π鍵，所以吡啶環(huán)形成5中心6電子的離域大π鍵：，故答案為：；

（6）晶胞中Ga原子數(shù)目=1+8×=2、N原子數(shù)目=1+4×=2，故晶胞質量=2×g，晶胞體積=a×10-7 cm×b×10-7 cm×sin60°×c×10-7 cm，則：2×g=(a×10-7 cm×b×10-7 cm×sin60°×c×10-7 cm)×dgcm3，解得c=，故答案為：。