Question

10．自然界中存在大量的金屬元素，其 中鈉、鎂、鋁、鐵、銅等在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用．
（1）請(qǐng)寫出Fe的基態(tài)原子核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²或[Ar]3d⁶4s²．
（2）金屬A的原子只有3個(gè)電子層，其第一至第四電離能如下：

電離能（kJ/mol）	I1	I2	I3	I4
A	932	1821	15390	21771

則A原子的價(jià)電子排布式為3s²．
（3）合成氨工業(yè)中，原料氣（N₂、H₂及少量CO、NH₃的混合氣）在進(jìn)入合成塔前常用醋酸二氨合銅（I）溶液來吸收原料氣體中的CO（Ac^-代表CH₃COO^-），其反應(yīng)是：[Cu（NH₃）₂]Ac+CO+NH₃?[Cu（NH₃）₃CO]Ac[醋酸羰基三安合銅（I）]△H＜0
①C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)镃＜O＜N；
②配合物[Cu（NH₃）₃CO]Ac中心原子的配位數(shù)為4；
③在一定條件下NH₃與CO₂能合成尿素[CO（NH₂）₂]，尿素中C原子核N原子軌道的雜化類型分別為sp²、sp³；1mol尿素分子中，σ鍵的數(shù)目為7N_A．
（4）NaCl和MgO都屬于離子化合物，NaCl的熔點(diǎn)為801.3℃，MgO的熔點(diǎn)高達(dá)2800℃．造成兩種晶體熔點(diǎn)差距的主要原因是MgO晶體所含離子半徑小，電荷數(shù)多，晶格能大．
（5）（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃等顆粒物及揚(yáng)塵等易引起霧霾．其中NH₄^-的空間構(gòu)型是正四面體（用文字描述），與NO₃^-互為等電子體的分子是SO₃或者BF₃．（填化學(xué)式）
（6）銅的化合物種類很多，如圖是氫化亞銅的晶胞結(jié)構(gòu)，已知晶胞的棱長(zhǎng)為acm，則氫化亞銅密度的計(jì)算式為ρ=$\frac{260}{{a}^{3}•{N}_{A}}$g/cm³．（用N_A表示阿佛加德羅常數(shù)）

Answer 1

分析 （1）鐵是26號(hào)元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律，可以寫出其基態(tài)原子核外電子排布式；
（2）從表中原子的第一至第四電離能可以看出，A的第二電離能��；
（3）①同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢(shì)，但第IIA族和第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；
②根據(jù)化合物的化學(xué)式判斷，一價(jià)銅離子有三個(gè)氨基配體和一個(gè)羰基配體，共4個(gè)配體；
③計(jì)算雜化類型時(shí)根據(jù)電子對(duì)數(shù)來判斷，中心原子的價(jià)電子數(shù)與配體電子數(shù)的和除以2就得到電子對(duì)數(shù)，根據(jù)電子對(duì)數(shù)，可以確定雜化類型；
（4）離子化合物中晶格能越大，離子所帶電荷越多，熔沸點(diǎn)越高；等電子體是指具有相同價(jià)電子總數(shù)和原子總數(shù)的分子或離子；
（5）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，再確定雜化類型、分子空間構(gòu)型；
（6）根據(jù)均攤法計(jì)算一個(gè)晶胞中各原子的數(shù)目，根據(jù)晶胞密度$ρ=\frac{m}{V}$計(jì)算．

解答 解：（1）鐵是26號(hào)元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律，可以寫出其基態(tài)原子核外電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²或[Ar]3d⁶4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²或[Ar]3d⁶4s²；
（2）從表中原子的第一至第四電離能可以看出，A的第二電離能小，第三電離能較大，說明易失去2個(gè)電子，則A的化合價(jià)為+2價(jià)，應(yīng)為Mg元素，價(jià)電子排布為3s²，故答案為：3s²；
（3）①同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢(shì)，但第IIA族和第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，所以C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)椋篊＜O＜N，故答案為：C＜O＜N；
②一價(jià)銅離子有三個(gè)氨基配體和一個(gè)羰基配體，共4個(gè)配體，故答案為：4；
③中心原子為碳，價(jià)電子數(shù)為4，氧不為中心原子，不提供電子，每個(gè)亞氨基提供一個(gè)電子，電子對(duì)數(shù)為（4+1×2）÷2=3，故雜化軌道為sp²，氮原子形成了3個(gè)σ鍵，同時(shí)還有一對(duì)孤電子，電子對(duì)數(shù)為3+1=4，故雜化軌道為sp³．σ鍵的數(shù)目為3，每個(gè)亞氨基中σ鍵的數(shù)目2，一分子尿素中含σ鍵的數(shù)目為3+2×2=7，故每摩爾尿素中含有σ鍵的數(shù)目為7N_A，
故答案為：sp²、sp³；7；
（4）MgO中離子都帶2個(gè)單位電荷，NaCl中離子都帶1個(gè)單位電荷，離子半徑Cl^-＜O^2-，Mg²⁺＜Na⁺，高價(jià)化合物的晶格能遠(yuǎn)大于低價(jià)離子化合物的晶格，晶格能MgO＞NaCl，故熔點(diǎn)MgO＞NaCl，故答案為：MgO晶體所含離子半徑小，電荷數(shù)多，晶格能大；
（5）NH₄⁺中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+$\frac{1}{2}$（5-1-4×1）=4，而且沒有孤電子對(duì)，所以離子的空間構(gòu)型為正四面體；NO₃^-原子數(shù)為4，價(jià)電子數(shù)為24，則其等電子體為：SO₃或者BF₃，
故答案為：正四面體；SO₃或者BF₃；
（6）一個(gè)晶胞中Cu原子數(shù)目為$8×\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，H原子數(shù)目為4，晶胞密度$ρ=\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{65×4}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$=$\frac{260}{{a}^{3}•{N}_{A}}$g/cm³．故答案為：$\frac{260}{{a}^{3}•{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原子的雜化方式、核外電子排布式的書寫、物質(zhì)熔沸點(diǎn)的判斷等知識(shí)點(diǎn)、晶胞計(jì)算，其中電子排布式、原子的雜化方式是高考的熱點(diǎn)，是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)．