Question

【题目】原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种元素，X、Z基态原子的2p原子轨道上均有2个未成对电子，W基态原子的除第四层只有1个电子外，其余内层均为全满结构。

（1）W基态原子的价电子排布式为 。元素X、Y、Z的第一电离能由小到大顺序是 （填元素符号）。

（2）与XYZ－互为等电子体的一种分子为 （填化学式）。

（3）1 mol H2XZ3分子中含有σ键的数目为 。

（4）YH3极易溶于水的主要原因是 。

（5）尿素（H2NCONH2）可用于制有机铁肥，主要代表有 [Fe(H2NCONH2)6](NO3)3 [三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]。

①尿素分子中C、N原子的杂化方式分别是 。

②[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中“H2NCONH2”与Fe(Ⅲ)之间的作用力是 。根据价层电子对互斥理论推测NO3—的空间构型为 。

（6）CO2和NH3是制备尿素的重要原料，固态CO2（干冰）的晶胞结构如图所示。

①1个CO2分子周围等距离且距离最近的CO2分子有 个。

②铜金合金的晶胞结构与干冰相似，若顶点为Au、面心为Cu，则铜金合金晶体中Au与Cu原子数之比为是 。

Answer 1

【答案】（1）3d104s1、C<O<N

（2）CO2（N2O或其它合理答案）

（3）5mol（4）NH3能于水形成氢键

（5）①sp2、sp3②配位键；平面三角形

（6）①12②1：3

【解析】

试题分析：原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种元素，X、Z基态原子的2p原子轨道上均有2个未成对电子，则X是C，Z是O，所以Y是N；W基态原子的除第四层只有1个电子外，其余内层均为全满结构，因此W的原子序数是28+1＝29，即W是Cu。

（1）铜基态原子的价电子排布式为3d104s1。同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，N元素原子的2p能级有3个电子，为半满稳定状态，能量降低，失去电子需要的能量较高，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C。

（2）原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，因此与CNO－互为等电子体的一种分子为CO2或N2O。

（3）单键都是σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，所以1 mol H2CO3分子中含有σ键的数目为5NA。

（4）NH3能于水形成氢键，所以氨气极易溶于水；

（5）①尿素H2NCONH2，结构式， C原子形成2个C-N键、1个C=O键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，C原子采取sp2杂化，N原子成3个单键，含有1对孤对电子，杂化轨道数为4，N原子采取sp3杂化，即C、N原子的杂化方式分别是sp2、sp3；

②Fe（Ⅲ）有空轨道，尿素分子中N原子含有孤对电子，H2NCONH2与Fe（Ⅲ）之间形成配位键，。硝酸根中N原子的价层电子对数＝＝3，不含有孤对电子，所以NO3—的空间构型为平面三角形；

（6）①以顶点的二氧化碳分子研究，最近的二氧化碳位于面心上，将晶胞补全可知， 3层每层各有4个二氧化碳分子与之最近，则最近的二氧化碳分子有4×3=12；

②若顶点为Au、面心为Cu，晶胞中含有Au原子数目为8×1/8=1，晶胞中含有Cu原子数目为6×1/2=3，则铜金合金晶体中Au与Cu原子数之比为1：3。