Question

（1）过渡金属元素铁能形成多种配合物，如：[Fe（H₂NCONH₂）₆]（NO₃）₃[三硝酸六尿素合铁（Ⅲ）]和Fe（CO）_x等．
①基态Fe³⁺的M层电子排布式为

 

．
②配合物Fe（CO）_x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x=

 

． Fe（CO）_x常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）_x晶体属于

 

（填晶体类型）；
（2）O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为

 

．已知该晶胞的密度为ρ g/cm³，阿伏加德罗常数为N_A，求晶胞边长a=

 

cm．（用含ρ、N_A的计算式表示）
（3）下列有关的说法正确的是

 

．
A．第一电离能大小：S＞P＞Si
B．电负性顺序：C＜N＜O＜F
C．因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低
D．SO₂与CO₂的化学性质类似，分子结构也都呈直线型，相同条件下SO₂的溶解度更大
E．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高
（4）原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29．回答下列问题：
①Y₂X₂分子中Y原子轨道的杂化类型为

 

，1mol Y₂X₂含有σ键的数目为

 

．
②化合物ZX₃的沸点比化合物YX₄的高，其主要原因是

 

．
③元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是

 

．

Answer 1

考点：晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系,原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,共价键的形成及共价键的主要类型,“等电子原理”的应用,晶胞的计算

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）①Fe原子核外电子数为26，原子形成阳离子先按能层高低失去电子，能层越高的电子越容易失去，同一能层中按能级高低失去电子，能级越高越容易失去；
②配合物Fe（CO）_x的中心原子是铁原子，其价电子数是8，每个配体提供的电子数是2，据此判断x值；分子晶体的熔沸点较低；
（2）距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体是立方体；根据V=

m

ρ

进行计算；
（3）A．同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；
B．同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大；
C．晶格能与离子晶体的熔点成正比，离子半径与晶格能成反比，离子所带电荷与晶格能成正比；
D．根据价层电子对互斥理论确定分子构型，根据相似相溶原理分析；
E．分子晶体中，物质的熔沸点与其相对分子质量成正比；
（4）原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，则X是H元素；
Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，最外层电子数不超过8，所以内层电子数只能是2，则Y是C元素；
Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，则Z是N元素，W的原子序数为29，则W是Cu元素．

解答： 解：（1）①Fe原子核外有26个电子，核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，Fe原子失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe³⁺，Fe³⁺电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，则M层电子排布式为：3s²3p⁶3d⁵，
故答案为：3s²3p⁶3d⁵；
②配合物Fe（CO）_x的中心原子是铁原子，其价电子数是8，每个配体提供的电子数是2，8+2x=18，x=5，分子晶体的熔沸点较低，根据题给信息知，该物质的熔沸点较低，所以为分子晶体，
故答案为：5；分子晶体；
（2）距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体是立方体，该晶胞中钠离子个数是8，氧离子个数=8×

1

8

+6×

1

2

=4，V=

m

ρ

=

62 NA ×4

ρ

=

248

ρNA

cm³，则a=

3	248 ρN A

cm，
故答案为：立方体；

3	248 ρNA

；
（3）A．同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，所以第一电离能大小：P＞S＞Si，故A错误；
B．同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以电负性顺序：C＜N＜O＜F，故B正确；
C．晶格能与离子晶体的熔点成正比，离子半径与晶格能成反比，离子所带电荷与晶格能成正比，钙离子电荷大于钾离子，且钙离子半径小于钾离子，氯离子所带电荷小于氧离子，且氯离子半径大于氧离子，所以氯化钾的晶格能小于氧化钙，则氯化钾的熔点比氧化钙低，故C正确；
D．二氧化硫分子中硫原子的价层电子对是3且含有一个电子对，所以二氧化硫是V形结构，为极性分子，二氧化碳是非极性分子，根据相似相溶原理知，二氧化硫易溶于水，故D错误；
E．分子晶体中，物质的熔沸点与其相对分子质量成正比，故D错误；
故答案为：BC；
（4）原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，则X是H元素；
Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，最外层电子数不超过8，所以内层电子数只能是2，则Y是C元素；
Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，则Z是N元素，W的原子序数为29，则W是Cu元素．
①Y₂X₂是乙炔，分子式为C₂H₂，碳氢原子之间存在σ键，碳碳三键中含有一个σ键，所以每个碳原子含有2个σ键，采取sp杂化，一个乙炔分子中含有3个σ键，所以1mol Y₂X₂含有σ键3mol，即为3 N_A或3×6.02×10²³个，
故答案为：sp杂化；3 N_A或3×6.02×10²³个；
②N原子电负性较大，C原子电负性较小，所以氨气分子中存在氢键，甲烷分子中不含氢键，氢键的存在导致氨气的沸点大于甲烷，
故答案为：NH₃分子存在氢键；
③CO₂和N₂O的原子个数相等、价电子数相等，所以是等电子体，故答案为：N₂O．

点评：本题考查物质结构和性质，涉及晶胞的计算、配合物成键、元素周期律等知识点，这些是学习难点，也是考查重点，同时考查学生空间想象能力，难度中等．