Question

[化学--选物质结构与性质]


（1）如图甲，血红素含有C、H、O、N、Fe五种元素，C、H、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序是______，根据以上电负性请判断H₂N-CHO中C和N的化合价分别为______和______．基态Fe原子的核外电子排布式为______．血红素中两种N原子的杂化方式分别为______、______．
（2）卤素化学丰富多彩，能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等多种类型的化合物．Cl₂、IBr、ICl沸点由高到低的顺序为______．I⁺₃（可看成II⁺₂）属于多卤素阳离子，根据VSEPR模型推测I⁺₃的空间构型为______．多卤化物RbICl₂加热时会分解为晶格能相对较大的卤化物A和卤素互化物或卤素单质，则A的化学式为______．
①HClO₄、②HIO₄、③HIO₆[可写成（HO）₅IO]的酸性由强到弱的顺序为______（填序号）．
（3）目前，全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第五位．配合物Ni（CO）₄常温为流态，易溶于CCl₄、苯等有机溶剂，固态Ni（CO）₄属于______晶体．如图乙配合物分子内的作用力除共价键外，还存在的两种作用力是______（填字母编号）．
A．氢键       B．离子键        C．范德华力        D．配位键
（4）最近发现，只含X、Y和Ni三种元素的某种晶体具有超导性．X元素原子的2p能级的电子排布图为，Y元素原子的价电子排布式为3s²，该晶体的一个晶胞如图丙所示，则该晶体的化学式为______．

Answer 1

【答案】分析：（1）电负性为元素的原子在化合物中吸引电子的能力，电负性大的元素呈负价，电负性小的元素呈正价，非金属性越强，电负性越大；根据电负性的变化规律比较电负性大小；
根据核外电子排布规律书写基态Fe原子的核外电子排布式；
杂化轨道用于只用于形成δ键或容纳孤电子对，杂化轨道数=中心原子孤电子对数+中心原子δ键个数，据此确定杂化方式．
（2）Cl₂、IBr、ICl都属于分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，物质的沸点越高；
根据价层电子对结构模型来分析I₃⁺的空间构型；
RbICl₂加热时会分解为晶格能相对较大的卤化物A和卤素互化物或卤素单质，利用半径来分析晶格能相对较大的卤化物；
非金属性越强，则对应最高价含氧酸的酸性就强，同种元素的含氧酸，利用非羟基氧个数来判断酸性．
（3）根据相似相溶判断晶体类型；根据图乙分析配合物分子内的作用力．
（4）根据X元素原子的2p能级的电子排布图，可知X为C元素，Y元素原子的价电子排布式为3s²，则Y为Mg元素，
再根据晶胞图丙，运用均摊法计算晶体的化学式．
解答：解：（1）在元素周期表中同一周期从左到右元素的电负性逐渐增强，同一主族从上到下元素的电负性逐渐减弱，可知电负性强弱顺序为H＜C＜N＜O．
电负性大的元素呈负价，电负性小的元素呈正价，H₂N-CHO中C的化合价为（+2）+（+1）+（-1）=+2，N的化合价为-3．
根据核外电子排布规律，可得Fe原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²或[Ar]3d⁶4s²
根据N原子的价电子排布式2s²2p³，若N原子成三个共价键，则N原子周围还有一对孤对对子，即此时无配位键，该N原子采取sp³杂化，若N原子成四个共价键，必有一个配位键，如还存在双键，则该N原子采用sp²，由图可知，这两种情况都存在．
故答案为：H＜C＜N＜O；+2-3；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²或[Ar]3d⁶4s²；sp² sp³；
（2）因相对分子质量BrI＞ICl＞Cl₂ ，则范德华力BrI＞ICl＞Cl₂ ，即沸点BrI＞ICl＞Cl₂ ．
因I₃⁺可看成II₂⁺，孤电子对数由（a-xb）=（7-1-2×1）=2，σ键数为2，则I₃⁺的空间构型为V形．
RbICl₂加热时会分解为晶格能相对较大的卤化物A和卤素互化物或卤素单质，氯离子的半径小于碘离子的半径，则RbCl的离子键长小于RbI的离子键长，则RbCl的晶格能较大，
则A为RbCl．
因非金属性Cl＞Br＞I，非金属性越强，则对应的最高价氧化物的酸性越强，则①的酸性最强，在②③中都是碘元素的含氧酸，非羟基氧个数越多，酸性越强，则酸性到为②＞③．酸性由强到弱的顺序为①②③．
故答案为：BrI＞ICl＞Cl₂ ；V形；RbCl；①②③
（3）CCl₄、苯是非极性分子，配合物Ni（CO）₄常温为流态，易溶于CCl₄、苯．根据相似相溶原理，结合熔点低，可判断配合物Ni（CO）₄为分子晶体．
观察图乙可知，配合物Ni（CO）₄分子内的作用力除共价键外，还存在氢键和配位键．
故答案为：分子；AD
（4）根据X元素原子的2p能级的电子排布图，可知X为C元素，Y元素原子的价电子排布式为3s²，则Y为Mg元素，
根据晶胞图丙可知，C原子为体心，原子数为1，Mg原子位于顶点上，原子数为8×=1，Ni原子位于面心上，原子数为6×=3，所以该晶体的化学式为MgCNi₃．
故答案为：MgCNi₃
点评：本题以卤素化学为信息来考查原子结构及物质的性质，明确沸点的比较方法、非金属性的比较、孤电子对数的确定，难度较大，综合性强．