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為C＜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的熔點為801.3℃，MgO的熔點高達2800℃．造成兩種晶體熔點差距的主要原因是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)，已知晶胞的棱長為acm，則氫化亞銅密度的計算式為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，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)化合物的化學式判斷，一價銅離子有三個氨基配體和一個羰基配體，共4個配體；
③計算雜化類型時根據(jù)電子對數(shù)來判斷，中心原子的價電子數(shù)與配體電子數(shù)的和除以2就得到電子對數(shù)，根據(jù)電子對數(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，熔沸點越高；等電子體是指具有相同價電子總數(shù)和原子總數(shù)的分子或離子；
（5）根據(jù)價層電子對互斥理論確定N原子的價層電子對數(shù)，再確定雜化類型、分子空間構(gòu)型；
（6）根據(jù)均攤法計算一個晶胞中各原子的數(shù)目，根據(jù)晶胞密度$ρ=\frac{m}{V}$計算．

解答 解：（1）鐵是26號元素，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個電子，則A的化合價為+2價，應(yīng)為Mg元素，價電子排布為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，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為：C＜O＜N，故答案為：C＜O＜N；
②一價銅離子有三個氨基配體和一個羰基配體，共4個配體，故答案為：4；
③中心原子為碳，價電子數(shù)為4，氧不為中心原子，不提供電子，每個亞氨基提供一個電子，電子對數(shù)為（4+1×2）÷2=3，故雜化軌道為sp²，氮原子形成了3個σ鍵，同時還有一對孤電子，電子對數(shù)為3+1=4，故雜化軌道為sp³．σ鍵的數(shù)目為3，每個亞氨基中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個單位電荷，NaCl中離子都帶1個單位電荷，離子半徑Cl^-＜O^2-，Mg²⁺＜Na⁺，高價化合物的晶格能遠大于低價離子化合物的晶格，晶格能MgO＞NaCl，故熔點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原子的價層電子對數(shù)為4+$\frac{1}{2}$（5-1-4×1）=4，而且沒有孤電子對，所以離子的空間構(gòu)型為正四面體；NO₃^-原子數(shù)為4，價電子數(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：$\frac{260}{{a}^{3}•{N}_{A}}$．

點評 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)熔沸點的判斷等知識點、晶胞計算，其中電子排布式、原子的雜化方式是高考的熱點，是學習的重點．