Question

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

 

；1mol O₂²⁺中含有的π键数目为

 

．
（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．H₂O       B．CO₂       C．SO₂       D．BeCl₂
（6）O₃分子是否为

 

极性分子．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,共价键的形成及共价键的主要类型,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：（1）非金属性越强，第一电离能越大，但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，所以氮元素的第一电离能大于氧元素的，则氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为F＞N＞O；由价层电子对互斥理论可知，OF₂分子的空间构型为V形．
（2）价电子数和原子数分别都相等的是等电子体，则与NO₂⁺离子互为等电子体的是CO₂，CO₂是含有双键的直线形结构，所以根据等电子原理，在NO₂⁺离子中氮原子轨道杂化类型是sp杂化；与O₂²⁺离子互为等电子体的是氮气，氮气含有三键，而三键是由1个σ键和2个π键构成的，则1 mol O₂²⁺中含有的π键数目为2N_A．
（3）根据构造原理可知，Cr³⁺基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³．
（4）根据晶胞的结构可知，黑球表示钙离子，其个数=8×

1

8

+6×

1

2

=4个．阴离子是由2个氧原子构成的，其个数是12×

1

4

+1=4，所以钙氧化物的化学式是CaO₂．
（5）根据SO₂与O₃互为等电子体可知SO₂与O₃分子的结构最相似．
（6）根据价层电子对互斥理论分析SO₂分子为V形，是极性分子，SO₂分子与O₃分子的结构最相似，故也是极性分子．

解答： 解：（1）非金属性越强，第一电离能越大，但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，所以氮元素的第一电离能大于氧元素的，则氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为F＞N＞O；由价层电子对互斥理论可知，OF₂分子的空间构型为V形，故答案为：F＞N＞O；V形；
（2）价电子数和原子数分别都相等的是等电子体，则与NO₂⁺离子互为等电子体的是CO₂．CO₂是含有双键的直线形结构，所以根据等电子原理，在NO₂⁺离子中氮原子轨道杂化类型是sp杂化；与O₂²⁺离子互为等电子体的是氮气．氮气含有三键，而三键是由1个σ键和2个π键构成的，则1 mol O₂²⁺中含有的π键数目为2N_A，
故答案为：sp； 2N_A；
（3）根据构造原理可知，Cr³⁺基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³；
（4）根据晶胞的结构可知，黑球表示钙离子，其个数=8×

1

8

+6×

1

2

=4个．阴离子是由2个氧原子构成的，其个数是12×

1

4

+1=4，所以钙氧化物的化学式是CaO₂，故答案为：CaO₂；
（5）根据SO₂与O₃互为等电子体可知SO₂与O₃分子的结构最相似，故答案为：C；
（6）根据价层电子对互斥理论分析SO₂分子为V形，是极性分子，SO₂分子与O₃分子的结构最相似，故也是极性分子，故答案为：是．

点评：考查等电子体、核外电子排布式、杂化轨道类型、共价键、第一电离能以及晶体类型的有关计算和判断．
该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题．试题综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的应试能力和逻辑推理能力．