题目内容
【物质结构与性质】
（1）甲、乙两种元素是同一周期的相邻元素，甲元素是形成有机物的主要元素，乙元素的p亚层上有3个电子．
①写出甲元素的电子排布式 ，下列各化合物分子中甲元素的原子杂化方式全部相同的是 （填序号）．
a．H2C=CH-C≡CH
b．CH2=C（CH3）-CH2-CH3
c．C（CH2OH）4
d．
e．
f．
②甲、乙元素可形成硬度大于金刚石的一种化合物，该化合物属于 晶体，其化学式为 ．
（2）人们一直致力于人工固氮的研究以获得廉价的氮肥．科学家先后提出并合成得到固氮酶的多种模拟物．其中一类是含Mo、Fe、S原子的类立方体结构，如图所示．
图中左右两边对称，各含一个近似为立方体的结构．每个立方体含有4个Fe原子、4个S原子，它们位于立方体的8个顶点，且原子间只有一种化学键．上述一个立方体中4个Fe原子所在的顶点连接所构成的空间几何体为 ．
（1）甲、乙两种元素是同一周期的相邻元素，甲元素是形成有机物的主要元素，乙元素的p亚层上有3个电子．
①写出甲元素的电子排布式
a．H2C=CH-C≡CH
b．CH2=C（CH3）-CH2-CH3
c．C（CH2OH）4
d．
e．
f．
②甲、乙元素可形成硬度大于金刚石的一种化合物，该化合物属于
（2）人们一直致力于人工固氮的研究以获得廉价的氮肥．科学家先后提出并合成得到固氮酶的多种模拟物．其中一类是含Mo、Fe、S原子的类立方体结构，如图所示．
图中左右两边对称，各含一个近似为立方体的结构．每个立方体含有4个Fe原子、4个S原子，它们位于立方体的8个顶点，且原子间只有一种化学键．上述一个立方体中4个Fe原子所在的顶点连接所构成的空间几何体为
分析：（1）甲、乙两种元素是同一周期的相邻元素，甲元素是形成有机物的主要元素，则甲是C元素，乙元素的p亚层上有3个电子，则乙是N元素．
①甲是C元素，其原子核外有6个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式；根据价层电子对互斥理论确定其杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=
（a-xb），a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数；
②原子晶体的硬度较大，根据元素形成的化合价确定其化学式；
（2）由信息可知，小正方体中4个铁原子应在互不相邻的顶点上，将四个顶点连接即可得到其空间构型．
①甲是C元素，其原子核外有6个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式；根据价层电子对互斥理论确定其杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=
| 1 |
| 2 |
②原子晶体的硬度较大，根据元素形成的化合价确定其化学式；
（2）由信息可知，小正方体中4个铁原子应在互不相邻的顶点上，将四个顶点连接即可得到其空间构型．
解答：（1）甲、乙两种元素是同一周期的相邻元素，甲元素是形成有机物的主要元素，则甲是C元素，乙元素的p亚层上有3个电子，则乙是N元素．
①甲是C元素，其原子核外有6个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p2；
a．H2C=CH-C≡CH中形成碳碳双键的碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，形成碳碳三键的碳原子含有2个σ键且不含孤电子对，所以采用sp杂化，故错误；
b．CH2=C（CH3）-CH2-CH3中甲基和亚甲基上的碳原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，形成碳碳双键的碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，故错误；
c．C（CH2OH）4中所有碳原子都含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，故正确；
d．中甲基上的碳原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，苯环上的碳原子含有
3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，故错误；
e．中苯环上的碳原子、形成碳碳双键的碳原子都含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，故正确；
f．中苯环上的碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，甲基上碳原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，故错误；
故选ce；
故答案为：1s22s22p2；ce；
②原子晶体的硬度较大，碳和氮形成的化合物硬度较大，所以属于原子晶体，碳元素的非金属性小于氮元素，所以碳显正价，氮元素显负价，在该化合物中，碳元素显+4价，N元素显-3价，所以其化学式为C3N4，
故答案为：原子晶体；C3N4；
（2）由信息可知，小正方体中4个铁原子应在互不相邻的顶点上，且这四个顶点连接构成正四面体，
故答案为：正四面体．
①甲是C元素，其原子核外有6个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p2；
a．H2C=CH-C≡CH中形成碳碳双键的碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，形成碳碳三键的碳原子含有2个σ键且不含孤电子对，所以采用sp杂化，故错误；
b．CH2=C（CH3）-CH2-CH3中甲基和亚甲基上的碳原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，形成碳碳双键的碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，故错误；
c．C（CH2OH）4中所有碳原子都含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，故正确；
d．
中甲基上的碳原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，苯环上的碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，故错误；
e．
中苯环上的碳原子、形成碳碳双键的碳原子都含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，故正确；f．
中苯环上的碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，甲基上碳原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，故错误；故选ce；
故答案为：1s22s22p2；ce；
②原子晶体的硬度较大，碳和氮形成的化合物硬度较大，所以属于原子晶体，碳元素的非金属性小于氮元素，所以碳显正价，氮元素显负价，在该化合物中，碳元素显+4价，N元素显-3价，所以其化学式为C3N4，
故答案为：原子晶体；C3N4；
（2）由信息可知，小正方体中4个铁原子应在互不相邻的顶点上，且这四个顶点连接构成正四面体，
故答案为：正四面体．
点评：本题考查较综合，涉及空间构型的判断、杂化方式的判断、化学式的确定等知识点，根据价层电子对互斥理论确定杂化方式，难点的（2），同时考查学生空间想象能力，难度中等．
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