题目内容
【题目】第四周期元素Q位于ds区，最外层电子半充满;短周期元素W、X、Y、Z第一电离能与原子序数的关系如下图所示，请回答下列问题(用Q、W、X、Y、Z所对应的元素符号作答)：
（1）基态Y原子核外共有___种运动状态不相同的电子。若用n表示能层，则与Y元素同族的元素的基态原子的价电子排布式为_________________。
（2）X、W组成的一种二元化合物常用作火箭燃料，该化合物中X原子的杂化方式为___________。该化合物常温下呈液态，其沸点高于Y2沸点的原因为___________。
（3）X2Y曾被用作麻醉剂，根据“等电子体原理”预测X2Y的空间构型为______________。
（4）XW3存在孤电子对，可形成[Q(XW3)4]2+离子，该离子中不存在_____________(填序号)。
A.极性共价键 B.非极性共价键 C.配位键 D.σ键 E.π键
（5）Q与X形成的一种二元化合物的立方晶胞结构如图所示：
①Q原子周围距其距离最近的Q原子的数目为_______。
②该二元化合物的化学式为___________________。
（6）已知单质Q晶体的堆积方式为面心立方最密堆积，则单质Q晶体的晶胞中原子的空间利用率为_________________(用含π的式子表示)。
【答案】8 ns2np4 sp3 N2H4与O2均为分子晶体且相对分子质量相同，但N2H4分子之间存在氢键，故其沸点较高 直线 BE 8 Cu3N 
【解析】
同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势。由于 N 原子为 1s22s22p3达到半满结构，相对较稳定，所以第一电离能会有所增大，根据W、X、Y、Z第一电离能变化规律可知，W为H元素、X为N元素、Y为O元素、Z为S元素，第四周期元素Q位于ds区，最外层电子半充满，价电子排布式为3d104s1，则Q为Cu，据此分析。
（1）Y为O元素，基态O原子有8个电子，所以有8种运动状态不相同的电子；O元素的基态原子的价电子排布式为2s22p4，若用n表示能层，则与Y元素同族的元素的基态原子的价电子排布式为ns2np4；
（2）X、W组成的一种二元化合物N2H4常用作火箭燃料，N2H4分子中氮原子的价层电子对=3+1=4，含有一个孤电子对，N原子轨道的杂化类型是sp3；
N2H4与O2均为分子晶体且相对分子质量相同，但N2H4分子之间存在氢键，故其沸点较高；
（3）X2Y为N2O，曾被用作麻醉剂，已知N2O与CO2互为等电子体，等电子体的结构相似，已知CO2为直线形的分子，所以N2O的空间构型为直线形；
（4）[Cu(NH3)4]2+中Cu2+与NH3之间的化学键为配位键，N-H为极性共价键，不存在非极性共价键和π键；
答案选BE；
（5）①由晶胞结构可知，Cu在晶胞的棱上，Cu原子周围距其距离最近的Cu原子在晶胞同面的棱上，数目为8；
②根据晶胞结构可知，Cu在晶胞的棱上，该晶胞中Cu的个数为12
=3，N在晶胞的顶点上，该晶胞中N的个数为8
=1，该二元化合物的化学式为Cu3N；
（6）Cu晶体的粒子堆积方式为面心立方最密堆积，该晶胞中Cu原子个数=
,其晶胞体积V= a3cm3，其密度
=
g/cm3=
g/cm3；
根据晶胞结构可知，4r=
a，解得a= 2r，
则晶胞立方体的体积为a3=(2r)3，
晶胞中4个金属原子的体积为4
，
所以此晶胞中原子空间占有率是
=。
【题目】氨是氮循环过程中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法，氨还可以进一步用来合成尿素、生产纯碱。
（1）写出氨分子的电子式______，其中氮原子有_____种能量不同的电子，氮原子的轨道表示式__________。
（2）根据如图提供的信息，写出该反应的热化学方程式___________________，右图的曲线中______（填“a”或“b”）表示加入铁触媒（催化剂）的能量变化曲线。
（3）在恒容容器中，下列描述中能说明上述反应已达平衡的是______。
A 3v（H2）正=2v（NH3）逆
B 单位时间内生成nmolN2的同时生成2nmolNH3
C 容器内气体的密度不随时间的变化而变化
D 容器内压强不随时间的变化而变化
（4）为了寻找合成NH3的适宜条件，某同学设计了三组实验（如下表），请在下表空格处填入相应的实验条件及数据。
实验编号 | T（℃） | n（N2）/n（H2） | P（MPa） |
1 | 450 | 1/3 | 1 |
2 | ________ | 1/3 | 10 |
3 | 480 | _________ | 10 |
（5）氨气制取尿素[CO（NH2）2]的合成塔中发生反应：2NH3（g）+CO2（g）
CO（NH2）2（l）+H2O（g）。图为合成塔中不同氨碳比a
和水碳比b
时二氧化碳转化率（α）。b宜控制在_______（填字母）范围内。
A. 0.6～0.7 B. 1～1.1 C. 1.5～1.6 D. 1～1.6
a宜控制在4.0左右，理由是_________。
