含氮化合物种类繁多.卟吩(图A)连有取代基时即称为卟啉.卟啉的四个氮原子易与金属离子结合生成叶绿素(图B)等多种物质．请回答:(1)卟吩中N原子采用的轨道杂化方式是sp3.sp2(2)下列有关叶绿素分子的说法正确的是BD．A．图1中1-5号C中有三个具有手性B．分子中存在配位键C．图1中1.2.3.4号C共面D．N的第一电离能大于O(3)卟啉与Fe2+� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

16．含氮化合物种类繁多，卟吩（图A）连有取代基时即称为卟啉，卟啉的四个氮原子易与金属离子结合生成叶绿素（图B）等多种物质．请回答：

（1）卟吩中N原子采用的轨道杂化方式是sp³、sp²
（2）下列有关叶绿素分子的说法正确的是BD（填选项序号）．
A．图1中1-5号C中有三个具有手性
B．分子中存在配位键
C．图1中1、2、3、4号C共面
D．N的第一电离能大于O
（3）卟啉与Fe²⁺合即可形成血红素，Fe²⁺的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶
（4）氰化氢（HCN）是一种含氮剧毒化合物，其分子中σ键与π键的个数比为1：1．由分子结构推测，氰化氢易（填“易”或“不易”）溶于水，原因是HCN和水都是极性分子，根据相似相溶原理知，HCN易溶于水．氰化氢进人人体后产生的CN^-能使人迅速中毒，请举出两种CN^-的等电子体N₂、CO．
（5）N与B能够形成一种硬度接近金刚石的物质，其晶体结构如图2，若其晶胞边长为apm，则其密度为$\frac{\frac{25}{{N}_{A}}×4}{（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g．cm^-3（只列算式）．

分析（1）根据价层电子对互斥理论确定杂化方式；
（2）A．手性碳原子连接四个不同的原子或原子团；
B．含有孤电子对和含有空轨道的原子之间存在配位键；
C．结构甲烷、乙烯结构判断是否共面；
D．同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；
（3）Fe是26号元素，其原子核外有26个电子，失去两个最外层电子生成亚铁离子，根据构造原理书写其核外电子排布式；
（4）HCN的结构式为H-C≡N，共价单键为σ键，共价三键中含有一个σ键两个π键；极性分子的溶质极易溶于极性分子的溶剂；原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体；
（5）该晶胞中N原子个数为4、B原子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，其化学式为BN，棱长为a×10^-10cm，晶胞体积=（a×10^-10cm）³，晶胞密度=$\frac{m}{V}$．

解答解：（1）价层电子对个数是4的N原子采用sp³杂化、价层电子对个数是3的N采用sp²杂化，
故答案为：sp³、sp²；
（2）A．手性碳原子连接四个不同的原子或原子团，这几个碳原子只有3号碳原子是手性碳原子，故错误；
B．含有孤电子对和含有空轨道的原子之间存在配位键，N原子含有孤电子对、中心原子含有空轨道，所以含有配位键，故正确；
C．结构甲烷、乙烯结构知，这几个碳原子之间不能共面，故错误；
D．同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以电负性N＞O，故正确；
故选BD；
（3）Fe是26号元素，其原子核外有26个电子，失去两个最外层电子生成亚铁离子，根据构造原理书写其核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶；
（4）HCN的结构式为H-C≡N，共价单键为σ键，共价三键中含有一个σ键两个π键，该分子中含有两个σ键两个π键，所以二者之比为1：1；
极性分子的溶质极易溶于极性分子的溶剂，HCN是极性分子、水是极性分子，所以HCN易溶于水；
原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体，CN^-的等电子体有N₂、CO等，
故答案为：1：1；易；HCN和水都是极性分子，根据相似相溶原理知，HCN易溶于水；N₂、CO；
（5）该晶胞中N原子个数为4、B原子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，其化学式为BN，棱长为a×10^-10cm，晶胞体积=（a×10^-10cm）³，晶胞密度=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{25}{{N}_{A}}×4}{（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g．cm^-3，
故答案为：$\frac{\frac{25}{{N}_{A}}×4}{（a×1{0}^{-10}）^{3}}$．

点评本题考查晶胞计算、相似相溶原理、电子排布、元素周期律及化学键等知识点，这些都是高频考点，会利用价层电子对互斥理论、构造原理等知识点分析解答，难点是晶胞计算，知道密度公式中各个字母的含义，题目难度中等．

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