题目内容

Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能数据列于下表：
元素
Mn
Fe
电离能
/kJ·mol－1
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
 
回答下列问题：
（1）Mn元素基态原子的价电子排布式为________，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是____________________________________________________________。
（2）Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物。与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是________；②六氰合亚铁离子[Fe（CN）64－]中的配体CN－中C原子的杂化轨道类型是________，写出一种与CN－互为等电子体的单质分子的结构式________。
（3）三氯化铁常温下为固体，熔点282 ℃，沸点315 ℃，在300 ℃以上易升华。据此判断三氯化铁晶体为________。
（4）金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如下图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________。
（1）3d54s2　由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少
（2）①具有孤对电子　②sp1　N≡N
（3）分子晶体
（4）2∶1
（1）原子轨道处于全充满或半充满时能量较低，较稳定，故25Mn的价电子排布式为：3d54s2；Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由3d6转变为较稳定的半充满状态3d5，而Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级却由较稳定的半充满状态3d5转变为3d4，所以气态Mn2＋再失一个电子比Fe2＋难。
（2）①形成配合物的中心原子要能提供空轨道，而配体中的分子或离子应能够提供孤对电子；②配体CN－中碳氮以碳氮叁键相连，为直线形结构，碳原子的杂化轨道类型为sp1；CN－为14电子的离子，故与CO、N2等互为等电子体，但符合题意的是N2（因题中限定为单质分子）。
（3）FeCl3的熔、沸点较低，可知FeCl3晶体为分子晶体。
（4）利用“均摊法”计算，面心立方晶胞中实际含有Fe原子的个数为8×＋6×＝4，体心立方晶胞中实际含有Fe原子的个数为8×＋1＝2，故二者原
子个数之比为2∶1。
练习册系列答案
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【物质结构与性质】
M是原子序数<30的一种金属，常用于航空、宇航、电器及仪表等工业部门，M原子的最外层有空轨道，且有两个能级处于电子半充满状态。

（1）M原子的外围电子排布式为__________，在周期表中属于      区元素。
（2）M的堆积方式属于钾型，其晶胞示意图为______（填序号）。
（3）MCl3·6H2O有三种不同颜色的异构体
A、[M(H2O)6]Cl3 B、[M(H2O)5Cl]Cl2·H2O和C、[M(H2O)4Cl2]Cl·2H2O。为测定蒸发MCl3溶液析出的暗绿色晶体是哪种异构体，取0.010 mol MCl3·6H2O配成溶液，滴加足量AgNO3溶液，得到沉淀2.870 g。该异构体为      （填A或B或C）。
（4）MO2Cl2常温下为暗红色液体，熔点-96.5℃，沸点117℃，能与丙酮（CH3COCH3）、CCl4、CS2等互溶。
①固态MO2Cl2属于________晶体；
②CS2中碳原子和丙酮(CH3COCH3)羰基中的碳原子分别采取的杂化方式为____杂化和________杂化。
（5）＋3价M的配合物K[M(C2O4)2(H2O)2]中，配体是______，与C2O42-互为等电子体的分子是(填化学式)__________。
人类使用铜和它的合金具有悠久的历史，铜及其化合物在电子工业、材料工业、工农业生产及日常生活方面用途非常广泛。试回答下列问题。
（1）Cu＋的核外电子排布式为                            。
（2）铜镁合金是一种储氢材料，某种铜镁互化物晶胞结构如图，则该互化物的化学式为                             。

（3）叠氮化铜[Cu(N3)2]是一种紫黑色粉末，易爆炸，与N3-互为等电子体的分子有                   (举2例)。
（4）丁炔铜是一种优良的催化剂，已知：CH≡CH＋2HCHOOHC-CH2CH2OH。
OHC-CH2CH2OH中碳原子杂化方式有          ，乙炔属于            (填“极性”或“非极性”)分子。
（5）若向盛有CuSO4溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色难溶物，继续加入氨水，难溶物溶解，变成蓝色透明溶液，这时得到一种称为硫酸四氨合铜的物质，该物质的化学式为______________，其中含有的化学键类型有                                     。
有A、E、R、X、Y、Z六种前四周期元素，原子序数依次增大，基态A原子的2p轨道处半充满状态，原子的第一电离能E﹤A， R是地壳中含量最高的金属元素，X原子核外的M层中有三对成对电子，Y为周期表前四周期中电负性最小的元素， Z原子核外电子数为24。
请回答下列问题：
（1）基态Z原子的核外电子排布式是     。AE2+与二氧化碳分子互为等电子体，AE2+的电子式是____。AX3分子的VSEPR模型是     。
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（3）在化合物Y2ZE4的水溶液入适量硫酸，能观察到的现象是      。
（4）A的简单氢化物极易溶于E的简单氢化物，其原因是          。
（5）A的最高价氧化物对应水化物的稀溶液与R的单质反应时，A被还原到最低价，该反应的化学方程式是                                            。
氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类很多。
(1)氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为________。氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为________。
(2)根据等电子原理，在NO2+离子中氮原子轨道杂化类型是________；1 mol O22+中含有的π键数目为________个。
(3)氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如和铬可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等。Cr3＋基态核外电子排布式为________。

(4)钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体，其晶体结构如图所示，则该钙的氧化物的化学式为________。
(5)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是________。
A．H2OB．CO2C．SO2D．BeCl2
(6)O3分子是否为极性分子？________。
下表为长式周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。

（1）元素③基态原子的电子排布式为        。
（2）②与⑦形成的化合物的空间构型为      。
（3）元素②④⑤⑥的第一电离能由大到小的顺序是      (填元素符号)
（4）在测定①与⑥形成化合物的相对分子质量时，实验测得的值一般高于理论值的主要原因            。
（5）胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构如图所示。下列说法正确的是       

a．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp3杂化
b．在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键
c．胆矾是分子晶体，分子间存在氢键
d．胆矾中的水在不同温度下会分步失去
（6）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是         。
乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。
（1）CaC2与水反应生成乙炔的反应方程式为________.
（2）比较第二周期元素C、N、O三种元素的第一电离能从大到小顺序为 ______（用元素符号表示），用原子结构观点加以解释______。
（3）CaC中C22－与O22＋互为等电子体，O22＋的电子式可表示为______；1molO22＋中含有的π键数目为_______。
（4）CaC2晶体的晶胞结构与NaCI晶体的相似（如图所示），但CaC2晶体中含有的中哑铃形C22－的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2＋周围距离最近的C22－数目为______。

（5）将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为 _______。
（6）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是______；分子中处于同一直线上的原子数目最多为______。
现有六种元素，其中A、B、C、D为短周期主族元素，E、F为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
A原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同
B元素原子的核外p电子总数比s电子总数少1
C原子p轨道上成对电子数等于未成对电子数，且与A同周期
D元素的族序数与周期数的差为4，且不与A元素在同一周期
E位于周期表中第七列
F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子
 
(1)A的基态原子最外层有______种不同运动状态的电子。
(2)E2＋的基态核外电子排布式为____________________。
(3)A、B、C三种元素的最简单氢化物的熔点由低到高的顺序是________。A、B、C三种元素组成的分子中与AC2互为等电子体的分子为________________(用元素符号表示)。
(4)BD3中心原子的杂化方式为________，其分子空间构型为____________。
(5)用晶体的X射线衍射法对F的测定得到以下结果：F的晶胞为面心立方最密堆积(如下图)，又知该晶体的密度为ρ g·cm－3，晶胞中该原子的配位数为______________；F的原子半径是________ cm(阿伏加德罗常数为NA)。
已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X是有机物主要组成元素。X的一种1∶1型气态氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素,Z的核电荷数小于28,且次外层有2个未成对电子。
(1)X在该氢化物中以　　　　方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该　　　　(填“高于”或“低于”)X氢化物的熔点。 
(2)Y在周期表中位于　　　　　　　　　　　　;Z4+的核外电子排布式为　　　　。 
(3)工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看作一种含氧酸盐)。经X射线分析,M晶体的最小重复单位为正方体(如图),边长为4.03×10-10 m,顶点位置为Z4+所占,体心位置为Ba2+所占,所有棱心位置为O2-所占。

①制备M的化学反应方程式是　　　　　　　　　　　　(Z用元素符号表示)。 
②在M晶体中,Ba2+的氧配位数(Ba2+周围等距且最近的O2-的数目)为　　　　。 
③晶体M密度的计算式为ρ=　　　　　　　　　　(Z相对原子质量为48)。

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