Question

含氮废水主要包括氰化物和NH₃，研究表明，用高铁酸钾在处理含氰废水时，高铁酸钾水解产生Fe（VI），将CN^-氧化为CNO^-，方程式为：Fe（VI）+CN^-+H₂0→Fe（OH）₃+CNO^-+OH^-+O₂（未配平），回答下列问题：
（1）NH₃的空间构型为

 

，H₂0中O原子的杂化方式为

 

．
（2）Fe³⁺的基态价电子的排布式为

 

，OH^-的电子式为

 

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（3）上述反应中除H之外，其它非金属元素的第一电离能由大到小顺序为

 

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（4）写出与CNO^-互为等电子体的一种分子的化学式

 

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（5）CN^-在酸性条件下，可生成HCN，试写出HCN的结构式为

 

．

Answer 1

考点：判断简单分子或离子的构型,原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）根据价层电子对互斥理论确定离子空间构型及原子杂化方式；
（2）根据元素符号，判断元素原子的核外电子数，再根据构造原理来写；氢氧根离子中氢原子与氧原子间共用1对电子；
（3）同周期自左而右元素第一电离能呈增大趋势，但N元素原子的2p能级含有3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，失去第1个电子需要的能量较大；
（4）根据等电子体是指具有相同电子数目和原子数目的分子或离子来回答；
（5）碳原子的成键情况主要根据与碳原子形成共价键的原子的数目确定；

解答： 解：NH₃的中心原子N的价层电子对个数=3+

1

2

×（5+-3×1）=4，价层电子对数为4，而且含有1个孤电子对，所以其空间构型三角锥形，H₂O中O原子价层电子对个数=2+

1

2

×（6-2×2）=4且含有两个孤电子对，所以O原子的杂化方式为sp³，
故答案为：三角锥；sp³；
（2）Fe元素为26号元素，原子核外有26个电子，所以核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，Fe失去三个电子得到Fe³⁺，Fe³⁺的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；所以基态Fe³⁺的价电子排布式为3d⁵；氢氧根离子中氢原子与氧原子间共用1对电子，其电子式为；
故答案为：3d⁵；；
（3）同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，N元素原子的2p能级有3个电子，为半满稳定状态，能量降低，失去第一个电子需要的能量较高，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C，
故答案为：N＞O＞C；
（4）CNO^-中电子数为：6+7+8+1=22，与CO₂具有相同电子数目和原子数目，是等电子体，常见粒子还有N₂O等；
故答案为：CO₂；
（5）HCN分子中有1个碳原子和1个氮原子，1个氢原子，碳是中心原子，采用sp²杂化，碳与氢形成单键，与氮形成三键，则结构式为H-C≡N，
故答案为：H-C≡N．

点评：本题考查了价层电子对互斥理论的应用、电子排布式、电子式、第一电离能、等电子体、结构式等，题目涉及的知识点较多，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力，题目难度中等．