Question

【题目】自然界中存在大量的金属元素，其中钠、镁、铝、铁、铜等在工农业生产中有着广泛的应用。

（1）请写出Fe的基态原子核外电子排布式____________。

（2）金属A的原子只有3个电子层，其第一至第四电离能如下：

电离能/(kJ·mol－1)	I1	I2	I3	I4
A	932	1821	15 390	21 771

则A原子的价电子排布式为______________。

（3）合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气体中的CO(Ac—代表CH3COO—)，其反应是：[Cu(NH3)2]Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3CO]Ac[醋酸羰基三氨合铜(Ⅰ)]　ΔH<0。

①C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为____________。

②配合物[Cu(NH3)3CO]Ac中心原子的配位数为____________。

③在一定条件下NH3与CO2能合成尿素[CO(NH2)2]，尿素中C原子和N原子轨道的杂化类型分别为________；1 mol尿素分子中，σ键的数目为________。

（4）NaCl和MgO都属于离子化合物，NaCl的熔点为801.3 ℃，MgO的熔点高达2800 ℃。造成两种晶体熔点差距的主要原因是____________________________________。

（5）(NH4)2SO4、NH4NO3等颗粒物及扬尘等易引起雾霾。其中NH4+的空间构型是____________(用文字描述)，与NO互为等电子体的分子是____________(填化学式)。

（6）铜的化合物种类很多，如图是氯化亚铜的晶胞结构（黑色球表示Cu+，白色球表示Cl-），已知晶胞的棱长为a cm，则氯化亚铜密度的计算式为ρ＝________g·cm－3(用NA表示阿伏加德罗常数)。

Answer 1

【答案】[Ar]3d64s23s2C<O<N4sp2、sp37NAMgO晶体所含离子半径小，电荷数多，晶格能大正四面体SO3或BF3

【解析】

（1）铁是26号元素，根据核外电子排布规律，可知其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；

（2）从表中原子的第一至第四电离能可以看出，A的第二电离能小，第三电离能较大，说明易失去2个电子，则A的化合价为+2价，应为Mg元素，价电子排布式为3s2；

（3）①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，所以C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为：C<O<N；

②一价铜离子有三个氨基配体和一个羰基配体，共4个配体，配位数为4；

③中心原子为碳，价电子数为4，氧不为中心原子，不提供电子，每个亚氨基提供一个电子，电子对数为=3，故杂化轨道为sp2，氮原子形成了3个σ键，同时还有一对孤电子，电子对数为3+1=4，故杂化轨道为sp3。σ键的数目为3，每个亚氨基中σ键的数目2，一分子尿素中含σ键的数目为3+2×2=7，故每摩尔尿素中含有σ键的数目为7NA；

（4）MgO中离子都带2个单位电荷，NaCl中离子都带1个单位电荷，离子半径Cl-<O2-，Mg2+<Na+，高价化合物的晶格能远大于低价离子化合物的晶格，晶格能MgO>NaCl，故熔点MgO>NaCl，故答案为：MgO晶体所含离子半径小，电荷数多，晶格能大；

（5）NH4+中N原子的价层电子对数为4+（5-1-4×1）=4，而且没有孤电子对，所以离子的空间构型为正四面体；NO3-原子数为4，价电子数为24，则其等电子体为：SO3或者BF3；

（6）一个晶胞中Cu原子数目为8×+6×=4，Cl原子数目为4，晶胞密度ρ===g/cm3。