Question

13．研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质．请回答下列问题．
（1）C、Si、N元素的第一电离能由大到小的顺序是N＞C＞Si．金刚石和晶体硅都是原子晶体，结构相似但金刚石熔点比晶体硅高，其原因是二者都是原子晶体，金刚石键能大于晶体硅，所以熔点高．
（2）新制备的Cu（OH）₂可将乙醛〔CH₃CHO）氧化成乙酸，而自身还原成Cu₂O．乙酸中碳原子的杂化轨道类型为sp³、sp²，1mol乙酸分子中含有的σ键与数目为6N_A．Cu₂O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有16个铜原子．
（3）利用CO可以合成化工原料COCl₂、配合物Fe（CO）₅等．
①COCl₂的结构式为，分子构型为平面三角形
②Fe（CO）₅在一定条件下发生分解反应：Fe（CO）₅═e（s）+5CO，反应过程中，断裂的化学键只有配位键，形成的化学键是金属键．

Answer 1

分析 （1）根据元素的电负性在周期表中的递变规律判断C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序；金刚石和晶体硅都是原子晶体，键能越大，熔点越高；
（2）乙醛中甲基上的C采取sp³杂化类型，醛基中的C采取sp²杂化类型；1个乙醛分子含有6个σ键和一个π键；根据O数目和Cu₂O中Cu和O的比例计算晶胞中Cu原子的数目；
（3）①COCl₂中C=O键中含有1个δ键，1个π键，据此书写COCl₂的结构式，根据杂化轨道类型判断；
②根据生成物判断形成的化学键．

解答 解：（1）同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强，则电负性：N＞C，同主族元素从上到下电负性逐渐减弱，则电负性：C＞Si，则有N＞C＞Si，原子晶体中，晶体熔沸点高低取决于微粒间形成的共价键的强弱，而强弱又取决于共价健的键长和键能，键长越短、键能越大，原子晶体熔沸点越高，金刚石和晶体硅都是原子晶体，键长大小顺序是C-C＜Si-Si，键能大小顺序是C-C＞Si-Si，所以金刚石熔点比晶体硅高，
故答案为：N＞C＞Si；二者都是原子晶体，金刚石键能大于晶体硅，所以熔点高；
（2）乙醛中甲基上的C形成4条σ键，无孤电子对，因此采取sp³杂化类型，醛基中的C形成3条σ键和1条π键，无孤电子对，采取sp²杂化类型；1个乙醛分子含有6个σ键和一个π键，则1mol乙醛含有6molσ键，即6N_A个σ键；该晶胞中O原子数为4×1+6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=8，由Cu₂O中Cu和O的比例可知该晶胞中铜原子数为O原子数的2倍，即为16个，
故答案为：sp³、sp²；6N_A；CH₃COOH存在分子间氢键；16；
（3）①COCl₂中C=O键中含有1个δ键，1个π键，COCl₂分子的结构式为：，则COCl₂分子内含有3个σ键、1个π键，所以C原子为sp²杂化，中心原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，
故答案为：；平面三角形；
②根据原子守恒，e为Fe，Fe（CO）₅中Fe与CO之间形成配位键，Fe（CO）₅═Fe（s）+5CO反应过程中，断裂的化学键只有配位键，由于反应生成Fe，故形成金属键，
故答案为：金属键．

点评 本题考查了电离能、晶体的结构、杂化原理的应用等，综合性强，为历年高考选做常考题型，注意（2）晶体结构的求解，题目难度中等．