Question

【題目】(1)下列氮原子的電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量由低到高的順序是_______(填字母代號(hào))。

(2)P4S3可用于制造火柴，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。

①P4S3分子中硫原子的雜化軌道類型為_______________。

②每個(gè)P4S3分子中含有的孤電子對的數(shù)目為__________________。

(3)科學(xué)家合成了一種陽離子“N5n+，其結(jié)構(gòu)是對稱的，5個(gè)N排成＂V＂形，每個(gè)N都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，且含有2個(gè)氮氮三鍵;此后又合成了一種含有“N5n+”的化學(xué)式為”N8”的離子晶體，其電子式為_________________。分子(CN)2中鍵與鍵之間的夾角為180°，并有對稱性，分子中每個(gè)原子的最外層均滿是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式為_____。

(4)直鏈多磷酸根陰離子是由兩個(gè)或兩個(gè)以上磷氧四面體通過共用頂角氧原子連接起來的，如圖所示。則由n個(gè)磷氧四面體形成的這類磷酸根離子的通式為_________________。

(5)碳酸鹽中的陽離子不同，熱分解溫度就不同。下表為四種碳酸鹽的熱分解溫度和金屬陽離子半徑

隨著金屬陽離子半徑的增大，碳酸鹽的熱分解溫度逐步升高，原因是_______________。

(6)石墨的晶體結(jié)構(gòu)和晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。已知石墨的密度為pgcm3，C—C鍵的鍵長為cm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則石墨品體的層間距為_________cm。

Answer 1

【答案】A＜C＜B＜D sp3 10 N≡C-C≡N PnO（3n+1）（n+2）— 碳酸鹽分解實(shí)際過程是晶體中陽離子結(jié)合碳酸根離子中氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳的過程，陽離子所帶電荷相同時(shí)，陽離子半徑越小，其結(jié)合氧離子能力越強(qiáng)，對應(yīng)的碳酸鹽就越容易分解

【解析】

（1）據(jù)能量最低原理可知核外電子先占有能量低的軌道，再占有能量高的軌道可知D的能量最高；據(jù)洪特規(guī)則，各個(gè)軌道為半充滿狀態(tài)，能量較低，為相對穩(wěn)定的狀態(tài)可知，A的能量最低，B的能量高于C的能量，所以能量由低到高的順序是A＜C＜B＜D，故答案為：A＜C＜B＜D；

(2)①P4S3分子中硫原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，雜化軌道類型為sp3雜化，故答案為：sp3；

②每個(gè)P4S3分子中每個(gè)P原子含有1對孤對電子，每個(gè)S原子含有2對孤對電子，則每個(gè)P4S3分子中含有的孤電子對的數(shù)目為4×1+3×2=10，故答案為：10；

(3) N5n+結(jié)構(gòu)是對稱的，5個(gè)N排成V形，5個(gè)N結(jié)合后都達(dá)到8電子結(jié)構(gòu)，且含有2個(gè)N≡N鍵，滿足條件的結(jié)構(gòu)為，“N5”帶一個(gè)單位正電荷，則化學(xué)式為”N8”的離子晶體是由N5+和N3—組成，電子式為；分子(CN)2中鍵與鍵之間的夾角為180°，并有對稱性，分子中每個(gè)原子的最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，由C原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，N原子形成3個(gè)共價(jià)鍵可知其結(jié)構(gòu)簡式為N≡C-C≡N，故答案為：；N≡C-C≡N；

（4）由題給結(jié)構(gòu)可知，含由n個(gè)磷氧四面體形成的這類磷酸根離子相當(dāng)于n個(gè)磷酸根離子去掉（n—1）個(gè)氧原子，所帶電荷為—2×（3n+1）+5n=—（n+2），則這類磷酸根離子的通式為PnO（3n+1）（n+2）—，故答案為：PnO（3n+1）（n+2）—；

（5）碳酸鹽分解實(shí)際過程是晶體中陽離子結(jié)合碳酸根離子中氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳的過程，陽離子所帶電荷相同時(shí)，陽離子半徑越小，其結(jié)合氧離子能力越強(qiáng)，對應(yīng)的碳酸鹽就越容易分解，故答案為：碳酸鹽分解實(shí)際過程是晶體中陽離子結(jié)合碳酸根離子中氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳的過程，陽離子所帶電荷相同時(shí)，陽離子半徑越小，其結(jié)合氧離子能力越強(qiáng)，對應(yīng)的碳酸鹽就越容易分解；

（6）設(shè)晶胞的底邊長為acm，晶胞的高為h cm，層間距為d cm，則h=2d，底面圖為，則=r×sin60°，可得a=r，則底面面積為（r）2×Sin60°，晶胞中C原子數(shù)目為1+2×+8×+4×=4，晶胞質(zhì)量為g，則ρ=g÷[（r）2×Sin60°×2d]，整理可得d=，故答案為：。