Question

（1）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基态Fe³⁺的M层电子排布式为

 

．
②尿素（H₂NCONH₂）分子中C、N原子的杂化方式分别是

 

、

 

；C、N都能和O形成原子个数比为1：3的常见微粒，推测这两种微粒的空间构型为

 

．
③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=

 

． 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

 

（填晶体类型）；
（2）O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图1，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为

 

．已知该晶胞的密度为ρ g/cm³，阿伏加德罗常数为N_A，求晶胞边长a=

 

cm． （用含ρ、N_A的计算式表示）
（3）下列说法正确的是

 

．
A．第一电离能大小：S＞P＞Si
B．电负性顺序：C＜N＜O＜F
C．因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低
D．SO₂与CO₂的化学性质类似，分子结构也都呈直线型，相同条件下SO₂的溶解度更大
E．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高
（4）图2是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序，其中c、d均是热和电的良导体．
①图中d单质的晶体堆积方式类型是

 

．
②单质a、b、f 对应的元素以原子个数比1：1：1形成的分子中含

 

个σ键，

 

个π键．
③图3是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构，请简要说明该物质易溶于水的原因：

 

．

Answer 1

分析：（1）①Fe原子核外电子数为26，原子形成阳离子先按能层高低失去电子，能层越高的电子越容易失去，同一能层中按能级高低失去电子，能级越高越容易失去；
②根据价层电子对互斥理论确定其杂化方式及微粒的空间构型；
③配合物Fe（CO）_x的中心原子是铁原子，其价电子数是8，每个配体提供的电子数是2，据此判断x值；分子晶体的熔沸点较低；
（2）距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体是立方体；根据V=

m

ρ

进行计算；
（3）A．同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；
B．同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大；
C．晶格能与离子晶体的熔点成正比，离子半径与晶格能成反比，离子所带电荷与晶格能成正比；
D．根据价层电子对互斥理论确定分子构型，根据相似相溶原理分析；
E．分子晶体中，物质的熔沸点与其相对分子质量成正比；
（4）①d单质是热和电的良导体，且熔点较高，则为铜，根据铜的晶胞结构确定其堆积方式；
②根据熔点知，a是H元素，b是N元素，f是C元素，a、b、f 对应的元素以原子个数比1：1：1形成的分子为HCN，其结构为H-C≡N，共价单键为σ键，共价双键中一个是σ键一个是π键；
③根据图知，该含氧酸中含有羟基，羟基和水中氧原子易形成氢键．

解答：解：（1）①Fe原子核外有26个电子，核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，Fe原子失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe³⁺，Fe³⁺电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵ ，则M层电子排布式为：3s²3p⁶3d⁵，
故答案为：3s²3p⁶3d⁵；
②尿素（H₂NCONH₂）分子中C原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以其杂化方式为sp²，N原子分别含有3个，
σ键且含有一个孤电子对，所以N原子采用sp³杂化，氮原子和氧原子按1：3形成的微粒是NO₃^-，N原子含有3个σ键且不含孤电子对，碳原子和氧原子以1：3形成的微粒是CO₃^2-，碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以这两种微粒形成的空间构型都为平面三角形，
故答案为：sp²；sp³；平面三角形；
③配合物Fe（CO）_x的中心原子是铁原子，其价电子数是8，每个配体提供的电子数是2，8+2x=18，x=5，分子晶体的熔沸点较低，根据题给信息知，该物质的熔沸点较低，所以为分子晶体，
故答案为：5；分子晶体；
（2）距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体是立方体，该晶胞中钠离子个数是8，氧离子个数=8×

1

8

+6×

1

2

=4，V=

m

ρ

=

62 NA ×4

ρ

=

248

ρNA

cm³，则a=

3	248 ρNA

cm，
故答案为：立方体；

3	248 ρNA

；
（3）A．同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，所以第一电离能大小：P＞S＞Si，故A错误；
B．同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以电负性顺序：C＜N＜O＜F，故B正确；
C．晶格能与离子晶体的熔点成正比，离子半径与晶格能成反比，离子所带电荷与晶格能成正比，钙离子电荷大于钾离子，且钙离子半径小于钾离子，氯离子所带电荷小于氧离子，且氯离子半径大于氧离子，所以氯化钾的晶格能小于氧化钙，则氯化钾的熔点比氧化钙低，故C正确；
D．二氧化硫分子中硫原子的价层电子对是3且含有一个电子对，所以二氧化硫是V形结构，为极性分子，二氧化碳是非极性分子，根据相似相溶原理知，二氧化硫易溶于水，故D错误；
E．分子晶体中，物质的熔沸点与其相对分子质量成正比，故D错误；
故选BC；
（4）①d单质是热和电的良导体，且熔点较高，则为铜，铜为面心立方最密堆积，故答案为：面心立方最密堆积；
 ②根据熔点知，a是H元素，b是N元素，f是C元素，a、b、f 对应的元素以原子个数比1：1：1形成的分子为HCN，其结构为H-C≡N，共价单键为σ键，共价双键中一个是σ键一个是π键，三键中一个是σ键两个是π键，所以该分子中含有2个σ键2个π键，
故答案为：2；2；
③根据图知，该分子中含有一个氢原子、三个氧原子和一个氮原子，为硝酸分子，硝酸分子正负电荷重心不重合，为极性分子，且硝酸和水能形成氢键而增大硝酸的溶解性，故答案为：硝酸分子是极性分子，易溶于极性溶剂的水中，硝酸分子中氢氧键易与水分子间形成氢键．

点评：本题考查物质结构和性质，涉及晶胞的计算、配合物成键、元素周期律等知识点，这些是学习难点，也是考查重点，同时考查学生空间想象能力，难度中等．