Question

血红素中含有C、O、N、Fe五种元素．回答下列问题：
（1）C、N、O、H四种元素中电负性最小的是

 

（填元素符合），写出基态Fe原子的核外电子排布式

 

．
（2）图1所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分--血红素的结构式．血红素中N原子的杂化方式有

 

，在图2的方框内用“→”标出Fe²⁺的配位键．

（3）N与H形成的化合物肼（N₂H₄）可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.7kJ?mol^-1 ，若该反应中有4mol N-H键断裂，则形成的π键有

 

mol．
（4）根据等电子原理，写出CN^-的电子式

 

，1mol O₂²⁺中含有的π键数目为

 

．
（5）下列说法正确的是
A．P和S属于第三周期元素，P的第一电离能比S小
B．Na和Rb属于第ⅠA族元素，Rb失电子能力比Na强
C．C和Si属于第ⅣA族元素，Si比C更容易和氢气反应
D．Cl和Br属于第ⅦA族元素，HClO₄酸性比HBrO₄弱．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,配合物的成键情况

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）同周期自左而右元素电负性增大，且元素非金属性越强电负性越大；结合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则书写电子排布图； 
（2）根据N原子的价电子排布式2s²2p³，若N原子形成3个共价键，则氮原子周围还有一对孤对电子，即此时无配位键，该氮原子为sp³杂化，如NH₃．若N原子形成4个共价键，则必有一个是配位键，若还存在双键（双键视为单键），则该氮原子为sp²杂化，如本题中的，若都为单键，则该氮原子为sp³杂化；
（3）N₂H₄分子中含有4个N-H键，若该反应中有4mol N-H键断裂，则参加反应的N₂H₄为1mol，计算生成氮气的物质的量，每个氮气分子含有2个π键，进而确定形成π键物质的量；
（4）CN^-与N₂互为等电子体，故CN^-中C原子与N原子之间形成三对共用电子对；O₂²⁺与N₂互为等电子体，二者结构相似，氧原子之间形成O≡O三键；
（5）A．同周期自左而右元素第一电离能呈增大趋势，但处于半满、全满、全空时能量最低，元素第一电离能较高；
B．同主族自上而下，金属性增强；
C．同主族自上而下非金属性减弱，非金属性越强，与氢气反应更容易；
D．同主族自上而下非金属性减弱，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强．

解答： 解：（1）同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大，则有电负性C＜N＜O，且元素非金属性越强电负性越大，故H的电负性最小；基态Fe原子的核外价电子排布式为[Ar]3d⁶4S²，
故答案为：H；[Ar]3d⁶4S²；
（2）根据N原子的价电子排布式2s²2p³，若N原子形成3个共价键，则氮原子周围还有一对孤对电子，即此时无配位键，该氮原子为sp³杂化，如NH₃．若N原子形成4个共价键，则必有一个是配位键，若还存在双键（双键视为单键），则该氮原子为sp²杂化，如本题中的，若都为单键，则该氮原子为sp³杂化，如NH₄⁺，
故答案为：sp²、sp³；；
（3）N₂H₄分子中含有4个N-H键，若该反应中有4mol N-H键断裂，则参加反应的N₂H₄为1mol，生成氮气的物质的量为1mol×

3

2

=1.5mol，每个氮气分子含有2个π键，故形成π键物质的量=1.5mol×2=3mol，
故答案为：3mol；
（4）CN^-与N₂互为等电子体，故CN^-中C原子与N原子之间形成三对共用电子对，其电子式为：，O₂²⁺与N₂互为等电子体，二者结构相似，氧原子之间形成O≡O三键，故1mol O₂²⁺中含有的π键数目为2N_A，
故答案为：；2N_A；
（5）A．P和S属于第三周期元素，同周期自左而右元素第一电离能呈增大趋势，但P元素2p轨道容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于S元素，故A错误；
B．Na和Rb属于第ⅠA族元素，同主族自上而下，金属性增强，故Rb失电子能力比Na强，故B正确；
C．C和Si属于第ⅣA族元素，同主族自上而下非金属性减弱，故C比Si更容易和氢气反应，故C错误；
D．Cl和Br属于第ⅦA族元素，同主族自上而下非金属性减弱，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，故D错误，
故答案为：B．

点评：本题是对物质结构与性质考查，涉及核外电子排布、化学键、杂化轨道、等电子体、元素周期律等，需要学生熟练掌握基础知识，难度中等．