16.含氮化合物種類繁多,卟吩(圖A)連有取代基時即稱為卟啉,卟啉的四個氮原子易與金屬離子結合生成葉綠素(圖B)等多種物質(zhì).請回答:

(1)卟吩中N原子采用的軌道雜化方式是sp3、sp2
(2)下列有關葉綠素分子的說法正確的是BD(填選項序號).
A.圖1中1-5號C中有三個具有手性
B.分子中存在配位鍵
C.圖1中1、2、3、4號C共面
D.N的第一電離能大于O
(3)卟啉與Fe2+合即可形成血紅素,F(xiàn)e2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6
(4)氰化氫(HCN)是一種含氮劇毒化合物,其分子中σ鍵與π鍵的個數(shù)比為1:1.由分子結構推測,氰化氫易(填“易”或“不易”)溶于水,原因是HCN和水都是極性分子,根據(jù)相似相溶原理知,HCN易溶于水.氰化氫進人人體后產(chǎn)生的CN-能使人迅速中毒,請舉出兩種CN-的等電子體N2、CO.
(5)N與B能夠形成一種硬度接近金剛石的物質(zhì),其晶體結構如圖2,若其晶胞邊長為apm,則其密度為$\frac{\frac{25}{{N}_{A}}×4}{(a×1{0}^{-10})^{3}}$g.cm-3(只列算式).

分析 (1)根據(jù)價層電子對互斥理論確定雜化方式;
(2)A.手性碳原子連接四個不同的原子或原子團;
B.含有孤電子對和含有空軌道的原子之間存在配位鍵;
C.結構甲烷、乙烯結構判斷是否共面;
D.同一周期元素,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素;
(3)Fe是26號元素,其原子核外有26個電子,失去兩個最外層電子生成亞鐵離子,根據(jù)構造原理書寫其核外電子排布式;
(4)HCN的結構式為H-C≡N,共價單鍵為σ鍵,共價三鍵中含有一個σ鍵兩個π鍵;極性分子的溶質(zhì)極易溶于極性分子的溶劑;原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微粒互為等電子體;
(5)該晶胞中N原子個數(shù)為4、B原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,其化學式為BN,棱長為a×10-10cm,晶胞體積=(a×10-10cm)3,晶胞密度=$\frac{m}{V}$.

解答 解:(1)價層電子對個數(shù)是4的N原子采用sp3雜化、價層電子對個數(shù)是3的N采用sp2雜化,
故答案為:sp3、sp2;
(2)A.手性碳原子連接四個不同的原子或原子團,這幾個碳原子只有3號碳原子是手性碳原子,故錯誤;
B.含有孤電子對和含有空軌道的原子之間存在配位鍵,N原子含有孤電子對、中心原子含有空軌道,所以含有配位鍵,故正確;
C.結構甲烷、乙烯結構知,這幾個碳原子之間不能共面,故錯誤;
D.同一周期元素,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素,所以電負性N>O,故正確;
故選BD;
(3)Fe是26號元素,其原子核外有26個電子,失去兩個最外層電子生成亞鐵離子,根據(jù)構造原理書寫其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6,故答案為:1s22s22p63s23p63d6;
(4)HCN的結構式為H-C≡N,共價單鍵為σ鍵,共價三鍵中含有一個σ鍵兩個π鍵,該分子中含有兩個σ鍵兩個π鍵,所以二者之比為1:1;
極性分子的溶質(zhì)極易溶于極性分子的溶劑,HCN是極性分子、水是極性分子,所以HCN易溶于水;
原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微;榈入娮芋w,CN-的等電子體有N2、CO等,
故答案為:1:1;易;HCN和水都是極性分子,根據(jù)相似相溶原理知,HCN易溶于水;N2、CO;
(5)該晶胞中N原子個數(shù)為4、B原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,其化學式為BN,棱長為a×10-10cm,晶胞體積=(a×10-10cm)3,晶胞密度=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{25}{{N}_{A}}×4}{(a×1{0}^{-10})^{3}}$g.cm-3,
故答案為:$\frac{\frac{25}{{N}_{A}}×4}{(a×1{0}^{-10})^{3}}$.

點評 本題考查晶胞計算、相似相溶原理、電子排布、元素周期律及化學鍵等知識點,這些都是高頻考點,會利用價層電子對互斥理論、構造原理等知識點分析解答,難點是晶胞計算,知道密度公式中各個字母的含義,題目難度中等.

練習冊系列答案
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(2)電子由負極經(jīng)外電路流向正極(填“正和負”)
(3)負極的電極反應式:Zn-2e-=Zn2+
(4)正極發(fā)生還原(“氧化”或“還原”)反應,周圍會出現(xiàn)的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生.

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