Question

18．在人類文明的歷程中，改變世界的事物很多，其中鐵、硝酸鉀、青霉素、氨、乙醇、二氧化碳、聚乙烯、二氧化硅等多種“分子”改變過人類的世界．
（1）鐵原子在基態(tài)時，價電子（外圍電子）排布式為3d⁶4s²．
（2）硝酸鉀中NO₃^-空間構型為平面三角形，寫出與NO₃^-為等電子體的一種非極性分子化學式BF₃[SO₃（g）、BBr₃等]．
（3）6-氨基青霉烷酸的結構如圖1所示，其中采用sp³雜化的原子有C、N、O、S．

（4）下列說法正確的有a（填字母序號）．
a．乙醇分子間可形成氫鍵，導致其沸點比氯乙烷高
b．鎢的配合物離子[W（CO）₅OH]^-能催化固定CO₂，該配離子中鎢顯-1價
c．聚乙烯分子中有5n個σ鍵
d．由下表中數據可確定在反應Si（s）+O₂（g）═SiO₂（s）中，每生成60g SiO₂放出的能量為（2c-a-b）kJ

化學鍵	Si-Si	O═O		Si-O
鍵能（kJ•mol-1）	a		b	c

（5）OF₂與H₂O分子結構十分相似，但H₂O分子的極性很強，而OF₂分子的極性卻很�。�試從原子的電負性和中心原子上的孤電子對角度解釋原因：從電負性上看，氧與氫的電負性大于氧與氟的電負性差值；②OF₂中氧原子上有兩對孤電子對，抵消了F-O鍵中共用電子對偏向F而產生的極性
（6）銅元素與氫元素形成的一種紅色離子化合物，其晶體結構如圖2所示．則該晶體的化學式為CuH，密度為$\frac{6×65}{\frac{3\sqrt{3}}{2}a^{2}×1{0}^{-30}{N}_{A}}$g．cm^-3（列式即可，阿佛加特羅定律常數的值用N_A表示）

Answer 1

分析 （1）Fe為26號元素，其3d、4s能級上電子為其價電子；
（2）硝酸根離子中N原子價層電子對個數是3且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷空間構型；原子個數相等、價電子數相等的微�；�為等電子體；
（3）價層電子對個數是4的原子采用sp³雜化；
（4）a．分子間氫鍵導致物質熔沸點升高；
b．鎢的配合物離子[W（CO）₅OH]^-中W為0價；
c．聚乙烯（）分子中有（6n-1）個σ鍵；
d.60gSiO₂的物質的量=$\frac{60g}{60g/mol}$=1mol，一個硅原子含有4個硅氧鍵；
（5）①從電負性上看，氧與氫的電負性大于氧與氟的電負性差值；
②OF₂中氧原子上有兩對孤電子對，抵消了F-O鍵中共用電子對偏向F而產生的極性．（2分）   
（5）從電負性上看，氧與氫的電負性大于氧與氟的電負性差值；
OF₂中氧原子上有兩對孤電子對，抵消了F-O鍵中共用電子對偏向F而產生的極性；
（6）該晶胞中Cu原子個數=3+2×$\frac{1}{2}$+12×$\frac{1}{6}$=6，H原子個數=1+3+6×$\frac{1}{3}$=6；密度=$\frac{m}{V}$．

解答 解：（1）鐵是26號元素，基態(tài)原子核外有26個電子，3d、4s能級上電子是其價電子，根據構造原理知其價電子排布式為：3d⁶4s²，故答案為：3d⁶4s²；
（2）NO₃^-中N原子價層電子對=3+$\frac{1}{2}$（5+1-3×2）=3，且不含孤電子對，所以是平面三角形結構，
與N0₃^-互為等電子體的一種非極性分子有：BF₃[SO₃（ g）、BBr₃等]，
故答案為：平面正三角形；BF₃[SO₃（ g）、BBr₃等]；
（3）只要共價單鍵和孤電子對的和是4的原子就采取sp³雜化，根據圖片知，采用sp³雜化的原子有C、N、O、S，故答案為：C、N、O、S；
 （4）a．乙醇分子間可形成氫鍵，氯乙烷中不含氫鍵，氫鍵的存在導致乙醇的沸點升高，所以乙醇的沸點比氯乙烷高，故正確；
b．根據化合物中化合價的代數和為0知，鎢的配合物離子[W（CO）₅OH]^-中鎢顯0價，故錯誤；
c．聚乙烯（）分子中有（6n-1）個σ鍵，故錯誤；
d．由表中數據知反應Si（s）+O₂（g）=SiO₂（s）中，每生成60gSiO₂放出的能量為（4c-2a-b）kJ，故錯誤；
故選a；
（5）從電負性上看，氧與氫的電負性大于氧與氟的電負性差值；OF₂中氧原子上有兩對孤電子對，抵消了F-O鍵中共用電子對偏向F而產生的極性，從而導致H₂O分子的極性很強，而OF₂分子的極性卻很小，
故答案為：從電負性上看，氧與氫的電負性大于氧與氟的電負性差值；OF₂中氧原子上有兩對孤電子對，抵消了F-O鍵中共用電子對偏向F而產生的極性，從而導致H₂O分子的極性很強；
（6）該晶胞中Cu原子個數=3+2×$\frac{1}{2}$+12×$\frac{1}{6}$=6，H原子個數=1+3+6×$\frac{1}{3}$=6，該晶胞中Cu、H原子個數之比為6：6=1：1，所以其化學式為CuH；
該晶胞底面中一個小三角形面積=（$\frac{1}{2}$×b×10^-10×$\frac{\sqrt{3}}{2}b$×10^-10）cm²，則一個小三棱柱體積=（$\frac{1}{2}$×b×10^-10×$\frac{\sqrt{3}}{2}b$×10^-10）cm²×a×10^-10cm，該晶胞體積=6×（$\frac{1}{2}$×b×10^-10×$\frac{\sqrt{3}}{2}b$×10^-10）cm²×a×10^-10cm=
$\frac{3\sqrt{3}}{2}a^{2}×1{0}^{-30}$ cm³，
密度=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{65}{{N}_{A}}×6}{V}$=$\frac{6×65}{\frac{3\sqrt{3}}{2}a^{2}×1{0}^{-30}{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：CuH； $\frac{6×65}{\frac{3\sqrt{3}}{2}a^{2}×1{0}^{-30}{N}_{A}}$．

點評 本題考查物質結構和性質，為高頻考點，側重考查學生知識運用及計算能力、空間想象能力，難點是（6）晶胞計算，正確計算晶胞體積是解（6）題關鍵，題目難度中等．