Question

“可燃冰”是蕴藏于海底的一种潜在能源．它由盛有甲烷、氮气、氧气、硫化氢等分子的水分子笼构成．

（1）水分子间通过

 

相互结合构成水分子笼．N、O、S元素第一电离能由大到小的顺序为

 

（填元素符号）．
（2）从海底取得的“多金属结核”样本，样本中含铁、锰等多种金属．
①基态铬原子的电子排布式为

 

．
②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1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

 

．
（3）胆矾CuSO₄?5H₂O可写成[Cu（H₂O）₄]SO₄?H₂O，其结构示意图2如下：
①写出基态Cu²⁺的核外电子排布式

 

．
②胆矾中含有的粒子间作用力是

 

（填序号）．
a．离子键  b．极性键  c．金属键  d．配位键   e．氢键   f．非极性键
③在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu（CN）₄]^2-，指出1molCN^-中π键的数目为

 

．胆矾受热分解得到铜的某种氧化物，其晶胞结构如上图3所示，则氧的配位数是

 

．

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,配合物的成键情况

专题：

分析：（1）水分子间存在氢键；同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；同主族从上到下，元素的第一电离逐渐减小；
（2）①原子的核外电子数与其原子序数相等，根据构造原理书写基态原子核外电子排布式；
②根据均摊法计算晶胞中Fe原子数目进行解答；
（3）①根据Cu的电子排布式书写Cu²⁺离子的电子排布式；
②离子之间存在离子键，非金属元素之间形成共价键，含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子之间存在配位键，氧原子和氢原子间存在氢键；
③根据CN^-中成键情况计算；根据晶胞的结构图可知氧原子的配位数．

解答： 解：（1）水分子间存在氢键，水分子间通过氢键相互结合构成水分子笼；
同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，同主族从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，所以N、O、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞S；
故答案为：氢键；N＞O＞S；
（2）①Cr属于24号元素，根据能量最低原理及洪特规则特例，其核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹或[Ar]3d⁵4s¹，
故答案为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹或[Ar]3d⁵4s¹；
②面心立方晶胞中Fe原子数目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，体心立方晶胞中Fe原子=1+8×

1

8

=2，则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=4：2=2：1，
故答案为：2：1；
（3）①Cu（电子排布式为：[Ar]3d¹⁰4s¹）Cu²⁺的过程中，参与反应的电子是最外层的4s及3d上各一个电子，故Cu²⁺离子的电子排布式是为：[Ar]3d⁹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，故答案为：[Ar]3d⁹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
②铜离子和硫酸根离子之间存在离子键，硫原子和氧原子间存在极性共价键，铜原子和氧原子间存在配位键，氧原子和氢原子间存在氢键，
故选abde；
③在CN^-中C、N之间存在一个参键，其中有两个π键，所以1molCN^-中π键的数目为2×6.02×10²³=1.204×10²⁴，根据晶胞的结构图可知，距离氧原子最近的铜原子有两个，所以氧的配位数是2，
故答案为：1.204×10²⁴；2．

点评：本题综合考查物质结构与性质，涉及核外电子排布规律、电离能、杂化理论、化学键、晶体结构等知识，学会利用均摊法确定晶胞中含有原子或离子的个数，难度中等．