Question

血紅素中含有C、O、N、Fe五種元素．回答下列問題：
（1）C、N、O、H四種元素中電負性最小的是

 

（填元素符合），寫出基態(tài)Fe原子的核外電子排布式

 

．
（2）圖1所示為血紅蛋白和肌紅蛋白的活性部分--血紅素的結(jié)構(gòu)式．血紅素中N原子的雜化方式有

 

，在圖2的方框內(nèi)用“→”標出Fe²⁺的配位鍵．

（3）N與H形成的化合物肼（N₂H₄）可用作火箭燃料，燃燒時發(fā)生的反應是：N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.7kJ?mol^-1 ，若該反應中有4mol N-H鍵斷裂，則形成的π鍵有

 

mol．
（4）根據(jù)等電子原理，寫出CN^-的電子式

 

，1mol O₂²⁺中含有的π鍵數(shù)目為

 

．
（5）下列說法正確的是
A．P和S屬于第三周期元素，P的第一電離能比S小
B．Na和Rb屬于第ⅠA族元素，Rb失電子能力比Na強
C．C和Si屬于第ⅣA族元素，Si比C更容易和氫氣反應
D．Cl和Br屬于第ⅦA族元素，HClO₄酸性比HBrO₄弱．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關系應用,配合物的成鍵情況

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）同周期自左而右元素電負性增大，且元素非金屬性越強電負性越大；結(jié)合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特規(guī)則書寫電子排布圖； 
（2）根據(jù)N原子的價電子排布式2s²2p³，若N原子形成3個共價鍵，則氮原子周圍還有一對孤對電子，即此時無配位鍵，該氮原子為sp³雜化，如NH₃．若N原子形成4個共價鍵，則必有一個是配位鍵，若還存在雙鍵（雙鍵視為單鍵），則該氮原子為sp²雜化，如本題中的，若都為單鍵，則該氮原子為sp³雜化；
（3）N₂H₄分子中含有4個N-H鍵，若該反應中有4mol N-H鍵斷裂，則參加反應的N₂H₄為1mol，計算生成氮氣的物質(zhì)的量，每個氮氣分子含有2個π鍵，進而確定形成π鍵物質(zhì)的量；
（4）CN^-與N₂互為等電子體，故CN^-中C原子與N原子之間形成三對共用電子對；O₂²⁺與N₂互為等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似，氧原子之間形成O≡O三鍵；
（5）A．同周期自左而右元素第一電離能呈增大趨勢，但處于半滿、全滿、全空時能量最低，元素第一電離能較高；
B．同主族自上而下，金屬性增強；
C．同主族自上而下非金屬性減弱，非金屬性越強，與氫氣反應更容易；
D．同主族自上而下非金屬性減弱，非金屬性越強，最高價含氧酸的酸性越強．

解答： 解：（1）同周期元素從左到右元素的電負性逐漸增大，則有電負性C＜N＜O，且元素非金屬性越強電負性越大，故H的電負性最��；基態(tài)Fe原子的核外價電子排布式為[Ar]3d⁶4S²，
故答案為：H；[Ar]3d⁶4S²；
（2）根據(jù)N原子的價電子排布式2s²2p³，若N原子形成3個共價鍵，則氮原子周圍還有一對孤對電子，即此時無配位鍵，該氮原子為sp³雜化，如NH₃．若N原子形成4個共價鍵，則必有一個是配位鍵，若還存在雙鍵（雙鍵視為單鍵），則該氮原子為sp²雜化，如本題中的，若都為單鍵，則該氮原子為sp³雜化，如NH₄⁺，
故答案為：sp²、sp³；；
（3）N₂H₄分子中含有4個N-H鍵，若該反應中有4mol N-H鍵斷裂，則參加反應的N₂H₄為1mol，生成氮氣的物質(zhì)的量為1mol×

3

2

=1.5mol，每個氮氣分子含有2個π鍵，故形成π鍵物質(zhì)的量=1.5mol×2=3mol，
故答案為：3mol；
（4）CN^-與N₂互為等電子體，故CN^-中C原子與N原子之間形成三對共用電子對，其電子式為：，O₂²⁺與N₂互為等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似，氧原子之間形成O≡O三鍵，故1mol O₂²⁺中含有的π鍵數(shù)目為2N_A，
故答案為：；2N_A；
（5）A．P和S屬于第三周期元素，同周期自左而右元素第一電離能呈增大趨勢，但P元素2p軌道容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于S元素，故A錯誤；
B．Na和Rb屬于第ⅠA族元素，同主族自上而下，金屬性增強，故Rb失電子能力比Na強，故B正確；
C．C和Si屬于第ⅣA族元素，同主族自上而下非金屬性減弱，故C比Si更容易和氫氣反應，故C錯誤；
D．Cl和Br屬于第ⅦA族元素，同主族自上而下非金屬性減弱，非金屬性越強，最高價含氧酸的酸性越強，故D錯誤，
故答案為：B．

點評：本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考查，涉及核外電子排布、化學鍵、雜化軌道、等電子體、元素周期律等，需要學生熟練掌握基礎知識，難度中等．