题目内容

6．H、C、N、O、Na、Fe、Cu是常见的七种元素，请回答下列问题：
（1）N、O、Na原子第一电离能由小到大的顺序是Na＜O＜N（用元素符号和“＜”表示）；Cu原子的特征电子轨道式为．
（2）N、Na+、Fe3+、Cu2+四种微粒基态的核外电子排布式中未成对电子数最多的是Fe3+；Cu2+在水中呈现蓝色是因为形成了水合铜离子，其化学式为[Cu（H2O）4]2+，水分子与铜离子间结合的化学键名称为配位键．
（3）根据价层电子对互斥理论判断下列分子或离子中空间构型是V形的是②④（填序号）：①H3O+、②H2O、③NO2+、④NO2-．
（4）分子（CN）2中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，其结构式为N≡C-C≡N，1个分子中含有4个π键；
（CN）2称为“拟卤素”，具有类似Cl2的化学性质，则（CN）2与NaOH水溶液反应的化学方程式为（CN）2+2NaOH=NaCN+NaCNO+H2O．
（5）O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物，其晶胞结构如图，该离子化合物的化学式为Na2O；已知该晶胞的密度为ρg/cm3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a=$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$cm．（用含ρ、NA的代数式表示）．

分析 （1）非金属性越强，第一电离能越大，氮元素原子2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于氧元素的；
Cu原子Cu原子的特征电子排布式为3d104s1，根据泡利原理、洪特规则，画出其轨道式；
（2）Fe3+的外围电子排布为3d5，未成对电子数最多；Cu2+在水中呈现蓝色是因为形成了水合铜离子，配位数为4，水分子与铜离子间通过配位键结合；
（3）计算中心原子孤电子对数、价层电子对数，判断微粒空间结构，中心原子孤电子对数=$\frac{1}{2}$（a-bx），a为中心原子价电子数，x为中心原子结合的原子数目，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数，σ键电子对数大于中心原子结合的原子数目；
（4）分子（CN）2中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，C原子形成4个共价键，N原子形成3个共价键，则其结构简式为N≡C-C≡N；
根据氯气与氢氧化钠的反应书写方程式；
（5）根据均摊法计算晶胞中Na+、O2+离子数目，进而确定化学式，表示出晶胞质量，再结合m=ρV=ρa3计算晶胞棱长．

解答 解：（1）非金属性越强，第一电离能越大，氮元素原子2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于氧元素的，故第一电离能Na＜O＜N，
Cu原子Cu原子的特征电子排布式为3d104s1，其轨道式为，
故答案为：Na＜O＜N；；
（2）N外围电子排布为2s22p3，原子有3个未成对电子，Na+最外层电子排布为2s22p6，没有单电子，Fe3+的外围电子排布为3d5，有5个单电子，Cu2+的外围电子排布为3d9，有1个电子，
Cu2+在水中呈现蓝色是因为形成了水合铜离子，其化学式为[Cu（H2O）4]2+，水分子与铜离子间结合的化学键为配位键，
故答案为：Fe3+；[Cu（H2O）4]2+；配位键；
 （3）①H3O+中O原子孤电子对数=$\frac{6-1-1×3}{2}$=1，价层电子对数=3+1=4，故空间构型为三角锥形；
②H2O中O原子孤电子对数$\frac{6-1×2}{2}$=2，价层电子对数=2+2=4，故空间构型为V形；
③NO2+中N原子孤电子对数=$\frac{5-1-2×2}{2}$=0，价层电子对数=2+0=2，故空间构型为直线形；
④NO2-中N原子孤电子对数=$\frac{5+1-2×2}{2}$=1，价层电子对数=2+1=3，故空间构型为V形，
故答案为：②④；
（4）分子（CN）2中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，C原子形成4个共价键，N原子形成3个共价键，则其结构简式为N≡C-C≡N，1个分子中含有4个π键，
（CN）2与NaOH水溶液反应的化学方程式为：（CN）2+2NaOH=NaCN+NaCNO+H2O，
故答案为：N≡C-C≡N；4；（CN）2+2NaOH=NaCN+NaCNO+H2O；
（5）Na+在晶胞内部，共有8个，晶胞中O2-数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，二者数目之比为2：1，故化学式为Na2O，晶胞质量为4×$\frac{62}{{N}_{A}}$，晶胞的密度为ρg/cm3，则4×$\frac{62}{{N}_{A}}$=ρg/cm3×（a cm）3，解得a=$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$，
故答案为：Na2O；$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电离能、配合物、价层电子对数互斥理论、分子结构、晶胞计算等，需要学生具备扎实的基础，注意同周期第一电离能异常情况．

练习册系列答案
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19．X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大．X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等．下列说法正确的是（　　）
A．元素Y、Z、W形成的离子具有相同电子层结构，离子半径依次增大
B．39g Z2Y2中含有的离子数约为1.204×1024
C．Y的最高正价为+6
D．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：XmY＞XmR
20．N2O4是无色气体，在恒容密闭容器中充人N2O4（g），在一定条件下发生反应：N2O4（g）?2NO2（g）．下列情况不能说明反应达到平衡状态的是（　　）
A．混合气体颜色不再变化B．混合气体密度不再变化
C．2v正（N2O4）=v逆（NO2）D．混合气体相对分子质量不变
14．元素周期表的排列和分区与元素基态原子核外电子的排布息息相关，请据此回答下列问题：
（1）根据原子结构和元素周期表的关系，第七周期0族的原子序数为8．
（2）X和Y均为第2周期p区元素，其原子的第一电离能数值按从大到小的顺序在同周期元素中处于第三位和第七位．
①晶体Y的结构单元是由Y原子组成的正二十面体（如图所示），其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点各有一个Y原子，故此基本结构单元是由12个Y原子构成，共含有30个Y-Y键．
②若将一个正二十面体中的每一个顶点削去，可获得只由正六边形和正五边形构成的多面体．若多面体的每一个顶点均为碳原子，可得到一个C60分子的结构模型．则1molC60分子中含有a键的数目为90NA，C60晶体采取面心立方最密堆积，故其配位数为12．
③X和Y可形成多种类型的结构．下列说法正确的是ab．
a、六方“类石墨”YX晶体可做高温润滑剂
b、立方“类金刚石”YX晶体是超硬材料，有优异的耐磨性
c、立方“类金刚石”YX晶体中，Y原子的杂化轨道类型为sp2
（3）Z为第4周期d区元素，最高价为+7价，M和Z是同周期的元素，具有相同的最高化合价．
①写出Z的基态原子价层电子排布式3d54s2．
②酸性强弱：HMO＜HMO2，原因是HMO2中非羟基氧原子数目比HMO的多．
③Z元素可参与形成准晶体．准晶体是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过X-射线衍射实验区分晶体、准晶体和非晶体．
④晶体Z可形成体心立方晶胞，若晶胞中距离最近的Z原子核间距离为apm，则Z晶体的密度为$\frac{165\sqrt{3}×1{0}^{30}}{4{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm-3．
1．室温下，用0.1000mol/L盐酸滴定25mL0.1000mol/LNa2A溶液（已知H2A为二元弱酸），其滴定曲线如图所示，下列对滴定中所得溶液的相关离子浓度关系判断正确的是（　　）
A．a点：c（A2-）=c（HA-）B．b点：5c（Cl-）=4[c（A2-）+c（HA-）+c（H2A）]
C．c点：c（Na+）＞c（HA-）＞c（A2-）＞c（H2A）D．d点：c（H+）=c（HA-）+c（A2-）+c（OH-）
11．“化学是你，化学是我”，说明了化学知识在生活中的普遍性．下列说法正确的是（　　）
A．纤维素水解的产物可以制乙醇
B．乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯都属于烃，都可以使溴水褪色
C．“歼-20”飞机上使用的碳纤维是一种新型的有机高分子材料
D．NH4NO3、KNO3、KClO3与Na2S、C2H5OH混合搭存放在同一仓库
18．如图依次为硫氰酸、异硫氰酸的分子结构，金刚石、CuO的晶胞结构．
请回答下列问题：
（1）基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1，上述图中五种主族元素，第一电离能比同周期相邻两种元素都小的元素是O、S．
（2）下列有关硫氰酸、异硫氰酸的叙述中，错误的是②．
①硫氰酸分子中含有σ键、π键数目之比为3：2
②硫氰酸分子中，硫元素与碳元素的原子均为SP杂化
③硫氰酸与异硫氰酸互为同分异构体
④硫氰酸与异硫氰酸两者的沸点比较，异硫氰酸的沸点较高
（3）SCN-离子常作配体，如检验Fe3+，SCN-离子中能作配体的原子有S、N．
（4）假设金刚石晶胞中相邻的碳原子紧密相切，则金刚石晶胞图中空间利用率34%（保留两位有效数字）（$\sqrt{3}$=1.732）
（5）CuO为四方晶胞（a=b≠c，α=β=γ=90°）图中黑点代表氧（填写“氧”或“铜”），白点的配位数为4，CuO的密度是6.6g•cm-3（保留两位有效数字）
15．根据同分异构体的概念，判断下列物质互为同分异构体的是（　　）
A．CH3-CH2-NO2 和 H2N-CH2-COOHB．H和D
C．甲烷和正丁烷D．红磷和白磷
16．按要求回答下列问题．
（1）A元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，它在元素周期表中的位置为第三周期第VIIA族
（2）B元素基态原子的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子，其元素名称为碳或氧
（3）D元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，D的最外层电子排布式
为4s1
（4）X元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，Y元素的某同位素原子无中子．X和Y形成的最简单化合物的结构式为
（5）M元素的正三价离子的3d能级为半充满，M基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2
（6）如表是N逐级失去电子的电离能．
I1I2I3I4I5I6
In57818172745115781483118378
则元素N的常见价态是+3价．

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