Question

【題目】Li、Na、Mg、C、N、O、S等元素的研究一直在進(jìn)行中，其單質(zhì)及化合物在諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。回答下列問題：

（1）鈉在火焰上灼燒的黃光是一種_____（填字母）

A．吸收光譜；B．發(fā)射光譜。

（2）H2S的VSEPR模型為________，其分子的空間構(gòu)型為________；結(jié)合等電子體的知識(shí)判斷離子N3–的空間構(gòu)型為________。

（3）Li2O是離子晶體，其晶格能可通過下圖的Born-Haber循環(huán)計(jì)算得到。

可知Li2O晶格能為______kJ·mol-1。

（4）N、O、Mg元素的前3級(jí)電離能如下表所示：

X、Y、Z中為N元素的是______，判斷理由是_____________________________。

（5）N5–為平面正五邊形，科學(xué)家預(yù)測(cè)將來會(huì)制出含N4–、N6–等平面環(huán)狀結(jié)構(gòu)離子的鹽，這一類離子中都存在大π鍵，可用符號(hào)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)（如苯分子中的大π鍵可表示為），則N4–離子中的大π鍵應(yīng)表示為_________。

（6）一種Fe、Si金屬間化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示：

晶胞中含鐵原子為______個(gè)，已知晶胞參數(shù)為0.564nm，阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA，則Fe、Si金屬間化合物的密度為___________g·cm–3（列出計(jì)算式）

Answer 1

【答案】B 正四面體形 V形 直線形 2908kJ·mol-1 Z N原子外圍電子排布式為2s22p3，N與O相比，2p軌道處于半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故失去第一個(gè)電子較難，I1較大 π54 12 7.26

【解析】

（1）鈉的焰色反應(yīng)屬于發(fā)射光譜；

（2）由價(jià)層電子對(duì)數(shù)確定VSEPR模型，由價(jià)層電子對(duì)數(shù)和孤對(duì)電子數(shù)確定分子空間構(gòu)型；由等電子體確定離子空間構(gòu)型；

（3）晶格能是氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量；

（4）由半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和第一電離能大小確定元素；

（5）由題意確定形成大π鍵的原子個(gè)數(shù)和p電子數(shù)；

（6）由均攤法計(jì)算晶胞化學(xué)式，由質(zhì)量公式計(jì)算密度。

（1）鈉在火焰上灼燒時(shí)，原子中的電子吸收了能量，從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，但處于能量較高軌道上的電子是不穩(wěn)定的，很快躍遷回能量較低的軌道，這時(shí)就將多余的能量以黃光的形式放出，屬于發(fā)射光譜，故答案為：B；

（2）H2S分子中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，VSEPR模型為正四面體形，孤對(duì)電子數(shù)為2，分子的空間構(gòu)型為V形；CO2和N3–的原子個(gè)數(shù)均為3，價(jià)電子數(shù)均為16，兩者互為等電子體，等電子體具有相同的空間構(gòu)型，CO2分子的空間構(gòu)型為直線形，則N3–的空間構(gòu)型為直線形，故答案為：正四面體形；V形；直線形；

（3）晶格能是氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量，由圖可知Li2O的晶格能是2908 kJ/mol，故答案為：2908 kJ/mol；

（4）金屬元素第一電離能I1小于非金屬元素，則第一電離能I1最小的X為Mg元素；N原子外圍電子排布式為2s22p3，N與O相比，2p軌道處于半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故失去第一個(gè)電子較難，I1較大，則I1較大的Z為N元素，故答案為：Z；N原子外圍電子排布式為2s22p3，N與O相比，2p軌道處于半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故失去第一個(gè)電子較難，I1較大；

（5）N4–為面環(huán)狀平面結(jié)構(gòu)的離子，離子中成鍵原子數(shù)目為4，價(jià)電子總數(shù)為5×4+1=21，因?yàn)槭瞧矫娼Y(jié)構(gòu)，故N原子均為sp2雜化，每個(gè)N原子有一個(gè)孤電子對(duì)，沒有參與雜化的電子數(shù)為21-2×4-4×2=5，故有5個(gè)電子參與形成大π鍵，大π鍵應(yīng)表示為π54，故答案為：π54；

(6)由晶胞的結(jié)構(gòu)可知，F(xiàn)e原子的個(gè)數(shù)為8×+6×+12×+5=12，Si原子個(gè)數(shù)為4，則晶胞的化學(xué)式為Fe3Si，由晶胞的質(zhì)量可得：mol×196g/mol=（0.564×10-10cm）3×d，則d=≈7.26g/cm3，故答案為：7.26。