Question

（1）過渡金屬元素鐵能形成多種配合物，如：[Fe（H₂NCONH₂）₆]（NO₃）₃[三硝酸六尿素合鐵（Ⅲ）]和Fe（CO）_x等．
①基態(tài)Fe³⁺的M層電子排布式為

 

．
②配合物Fe（CO）_x的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為18，則x=

 

． Fe（CO）_x常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe（CO）_x晶體屬于

 

（填晶體類型）；
（2）O和Na形成的一種只含有離子鍵的離子化合物的晶胞結構如圖，距一個陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點構成的幾何體為

 

．已知該晶胞的密度為ρ g/cm³，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，求晶胞邊長a=

 

cm．（用含ρ、N_A的計算式表示）
（3）下列有關的說法正確的是

 

．
A．第一電離能大小：S＞P＞Si
B．電負性順序：C＜N＜O＜F
C．因為晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔點低
D．SO₂與CO₂的化學性質(zhì)類似，分子結構也都呈直線型，相同條件下SO₂的溶解度更大
E．分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分子晶體的熔沸點越高
（4）原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是形成化合物種類最多的元素，Y原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子，W的原子序數(shù)為29．回答下列問題：
①Y₂X₂分子中Y原子軌道的雜化類型為

 

，1mol Y₂X₂含有σ鍵的數(shù)目為

 

．
②化合物ZX₃的沸點比化合物YX₄的高，其主要原因是

 

．
③元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體，元素Z的這種氧化物的分子式是

 

．

Answer 1

考點：晶體的類型與物質(zhì)熔點、硬度、導電性等的關系,原子核外電子排布,元素電離能、電負性的含義及應用,共價鍵的形成及共價鍵的主要類型,“等電子原理”的應用,晶胞的計算

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）①Fe原子核外電子數(shù)為26，原子形成陽離子先按能層高低失去電子，能層越高的電子越容易失去，同一能層中按能級高低失去電子，能級越高越容易失去；
②配合物Fe（CO）_x的中心原子是鐵原子，其價電子數(shù)是8，每個配體提供的電子數(shù)是2，據(jù)此判斷x值；分子晶體的熔沸點較低；
（2）距一個陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點構成的幾何體是立方體；根據(jù)V=

m

ρ

進行計算；
（3）A．同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；
B．同一周期元素中，元素的電負性隨著原子序數(shù)的增大而增大；
C．晶格能與離子晶體的熔點成正比，離子半徑與晶格能成反比，離子所帶電荷與晶格能成正比；
D．根據(jù)價層電子對互斥理論確定分子構型，根據(jù)相似相溶原理分析；
E．分子晶體中，物質(zhì)的熔沸點與其相對分子質(zhì)量成正比；
（4）原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是形成化合物種類最多的元素，則X是H元素；
Y原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8，所以內(nèi)層電子數(shù)只能是2，則Y是C元素；
Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子，則Z是N元素，W的原子序數(shù)為29，則W是Cu元素．

解答： 解：（1）①Fe原子核外有26個電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，F(xiàn)e原子失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，則M層電子排布式為：3s²3p⁶3d⁵，
故答案為：3s²3p⁶3d⁵；
②配合物Fe（CO）_x的中心原子是鐵原子，其價電子數(shù)是8，每個配體提供的電子數(shù)是2，8+2x=18，x=5，分子晶體的熔沸點較低，根據(jù)題給信息知，該物質(zhì)的熔沸點較低，所以為分子晶體，
故答案為：5；分子晶體；
（2）距一個陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點構成的幾何體是立方體，該晶胞中鈉離子個數(shù)是8，氧離子個數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，V=

m

ρ

=

62 NA ×4

ρ

=

248

ρNA

cm³，則a=

3	248 ρN A

cm，
故答案為：立方體；

3	248 ρNA

；
（3）A．同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離能大小：P＞S＞Si，故A錯誤；
B．同一周期元素中，元素的電負性隨著原子序數(shù)的增大而增大，所以電負性順序：C＜N＜O＜F，故B正確；
C．晶格能與離子晶體的熔點成正比，離子半徑與晶格能成反比，離子所帶電荷與晶格能成正比，鈣離子電荷大于鉀離子，且鈣離子半徑小于鉀離子，氯離子所帶電荷小于氧離子，且氯離子半徑大于氧離子，所以氯化鉀的晶格能小于氧化鈣，則氯化鉀的熔點比氧化鈣低，故C正確；
D．二氧化硫分子中硫原子的價層電子對是3且含有一個電子對，所以二氧化硫是V形結構，為極性分子，二氧化碳是非極性分子，根據(jù)相似相溶原理知，二氧化硫易溶于水，故D錯誤；
E．分子晶體中，物質(zhì)的熔沸點與其相對分子質(zhì)量成正比，故D錯誤；
故答案為：BC；
（4）原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是形成化合物種類最多的元素，則X是H元素；
Y原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8，所以內(nèi)層電子數(shù)只能是2，則Y是C元素；
Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子，則Z是N元素，W的原子序數(shù)為29，則W是Cu元素．
①Y₂X₂是乙炔，分子式為C₂H₂，碳氫原子之間存在σ鍵，碳碳三鍵中含有一個σ鍵，所以每個碳原子含有2個σ鍵，采取sp雜化，一個乙炔分子中含有3個σ鍵，所以1mol Y₂X₂含有σ鍵3mol，即為3 N_A或3×6.02×10²³個，
故答案為：sp雜化；3 N_A或3×6.02×10²³個；
②N原子電負性較大，C原子電負性較小，所以氨氣分子中存在氫鍵，甲烷分子中不含氫鍵，氫鍵的存在導致氨氣的沸點大于甲烷，
故答案為：NH₃分子存在氫鍵；
③CO₂和N₂O的原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等，所以是等電子體，故答案為：N₂O．

點評：本題考查物質(zhì)結構和性質(zhì)，涉及晶胞的計算、配合物成鍵、元素周期律等知識點，這些是學習難點，也是考查重點，同時考查學生空間想象能力，難度中等．