Question

4．图1中a～f分别表示有H、C、N、Na、Si、Cu元素组成的单质，其中c、d均是热和电的良导体，单质分别对应的熔点如图所示：
（1）从电负性角度分析，C、Si和N元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为N＞C＞Si；
（2）图1中d单质对应元素原子的电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，用价层电子对互斥理论推断，单质a、b、f对应的元素以原子个数比1：1：1形成的分子中化学键的键角为180°．
（3）a与b元素形成的10电子中性分子X，X溶于水后的溶液滴入到含d元素高价离子的溶液中至过量，生成含d元素离子的化学式为[Cu（NH₃）₄]²⁺．
（4）过渡金属元素铁能形成多种配合物，如[Fe（H₂NCONH₂）₆]（NO₃）₃[三硝酸六尿素合铁（Ⅲ）]和Fe（CO）_x等．
①尿素（H₂NCONH₂）分子中C原子的杂化方式是sp²杂化．
②配合物Fe（CO）_x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x=5．其分子结构如图2所示，Fe（CO）_x常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）_x晶体属于分子晶体（填晶体类型）．

Answer 1

分析 H、C、N、Na、Cu、Si元素组成的单质中，Na、Cu为金属晶体，均是热和电的良导体，钠的熔点较低，C、Si的单质为原子晶体，且C单质的熔沸点大于Si原子晶体的熔沸点，H、N对应的单质为分子晶体，其中氢气的熔点最低，由图熔点的高低顺序可知a为H，b为N，c为Na，d为Cu，e为Si，f为C．
（1）电负性越大，非金属性越强；
（2）d为Cu，Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，根据核外电子排布规律书写；
单质a、b、f对应的元素以原子个数比1：1：1形成的分子为HCN，碳原子价层电子对数为2，没有孤电子对，为直线型结构；
（3）a与b的元素形成的10电子中性分子X为NH₃，与铜离子配位形成四氨合铜络离子；
（4）①尿素（H₂NCONH₂）分子中C原子与O原子之间形成C=O双键，与N原子之间形成C-N单键，没有孤对电子，其杂化轨道数目为3；
②Fe原子最外层电子数为8，CO为配体，CO分子提供1对电子，进而计算x的值；
Fe（CO）_x常温下呈液态，熔沸点低，易溶于非极性溶剂，可判断Fe（CO）_x晶体属于分子晶体．

解答 解：H、C、N、Na、Cu、Si元素组成的单质中，Na、Cu为金属晶体，均是热和电的良导体，钠的熔点较低，C、Si的单质为原子晶体，且C单质的熔沸点大于Si原子晶体的熔沸点，H、N对应的单质为分子晶体，其中氢气的熔点最低，由图熔点的高低顺序可知a为H，b为N，c为Na，d为Cu，e为Si，f为C．
（1）电负性越大，非金属性越强，故非金属性N＞C＞Si，故答案为：N＞C＞Si；
（2）d为Cu，Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，核外电子排布为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
单质a、b、f对应的元素以原子个数比1：1：1形成的分子为HCN，碳原子价层电子对数为2，没有孤电子对，为直线型结构，分子中化学键的键角为180°，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；180°；
（3）a与b的元素形成的10电子中性分子X为NH₃，Cu²⁺提供空轨道，氨气分子提供孤对对子，通过配位键形成[Cu（NH₃）₄]²⁺，
故答案为：[Cu（NH₃）₄]²⁺；
（4）①尿素（H₂NCONH₂）分子中C原子与O原子之间形成C=O双键，与N原子之间形成C-N单键，没有孤对电子，其杂化轨道数目为3，杂化方式为sp²杂化，故答案为：sp²杂化；
②Fe原子最外层电子数为8，CO为配体，CO分子提供1对电子，则8+2x=18，故x=5；
Fe（CO）_x常温下呈液态，熔沸点低，易溶于非极性溶剂，可判断Fe（CO）_x晶体属于分子晶体，
故答案为：5；分子晶体．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及元素周期律、核外电子排布、价层电子对互斥理论、杂化方式、配合物、晶体类型与性质等，难度中等，旨在考查对知识的综合运用和掌握．