Question

1．決定物質性質的重要因素是物質結構．請回答下列問題．
（1）已知A和B為第三周期元素，其原子的第一至第四電離能如表所示：

電離能/kJ•mol-1	I1	I2	I3	I4
A	578	1817	2745	11578
B	738	1451	7733	10540

A通常顯+3價，B元素的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²．
（2）紫外光的光子所具有的能量約為399kJ•mol^-1．根據下表有關蛋白質分子中重要化學鍵的信息，說明人體長時間照射紫外光后皮膚易受傷害的原因紫外光具有的能量比蛋白質分子中重要的化學鍵C-C、C-N和C-S的鍵能都大，紫外光的能量足以使這些化學鍵斷裂，從而破壞蛋白質分子．組成蛋白質的最簡單的氨基酸中的碳原子雜化類型是sp²和sp³．

共價鍵	C-C	C-N	C-S
鍵能/kJ•mol-1	347	305	259

（3）實驗證明：KCl、MgO、CaO、TiN這4種晶體的結構與NaCl晶體結構相似（如圖1所示），已知3種離子晶體的晶格能數據如表：

離子晶體	NaCl	KCl	CaO
晶格能/kJ•mol-1	786	715	3401

則該4種離子晶體（不包括NaCl）熔點從高到低的順序是TiN＞MgO＞CaO＞KCl．
其中MgO晶體中一個Mg²⁺周圍和它最鄰近且等距離的Mg²⁺有12個．
（4）金屬陽離子含未成對電子越多，則磁性越大，磁記錄性能越好．離子型氧化物V₂O₅和CrO₂中，適合作錄音帶磁粉原料的是CrO₂．
（5）某配合物的分子結構如圖2所示，其分子內不含有AC（填序號）．
A．離子鍵     B．極性鍵      C．金屬鍵
D．配位鍵     E．氫鍵        F．非極性鍵．

Answer 1

分析 （1）根據同周期元素的電離能判斷元素的種類，A的I₄電離能突然增大，說明最外層有3個電子，B的I₃電離能突然增大，說明最外層有2個電子；
（2）根據紫外光的光子所具有的能量與蛋白質分子中重要化學鍵斷裂所需能量比較分析；最簡單的氨基酸為甘氨酸；
（3）離子晶體中晶格能越大，形成的離子晶體越穩定，熔點越高硬度越大，晶格能與離子的半徑、電荷有關，電荷越多、離子半徑越小，晶格能越大；根據結構的相似性判斷一個Mg²⁺周圍和它最鄰近且等距離的Mg²⁺個數；
（4）金屬陽離子含未成對電子越多，則磁性越大，根據離子的最外層電子數判斷未成對電子；
（5）該配合物中存在的化學鍵有：非金屬元素之間的共價鍵，鎳元素與氮元素之間的配位鍵，氧原子和氫原子之間的氫鍵．

解答 解：（1）A的I₄電離能突然增大，說明最外層有3個電子，又A為第三周期元素，則A應為Al，B的I₃電離能突然增大，說明最外層有2個電子，又B為第三周期元素，則B應為Mg，Al的正化合價為+3價，Mg的核外有12個電子，分三層排布，其電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²；
故答案為：+3；1s²2s²2p⁶3s²；
（2）波長為300nm的紫外光的光子所具有的能量約為399kJ/mol，比蛋白質分子中C-C、C-N和C-S的鍵能都大，所以波長為300nm的紫外光的光子能破壞蛋白質分子中的化學鍵，從而破壞蛋白質分子；最簡單的氨基酸為甘氨酸，甘氨酸中羧基中碳原子為 sp² 雜化，另一個碳原子為 sp³ 雜化，
故答案為：紫外光具有的能量比蛋白質分子中重要的化學鍵C-C、C-N和C-S的鍵能都大，紫外光的能量足以使這些化學鍵斷裂，從而破壞蛋白質分子；sp²和sp³；
（3）離子晶體中晶格能越大，形成的離子晶體越穩定，熔點越高硬度越大，晶格能與離子的半徑、電荷有關，電荷越多、離子半徑越小，晶格能越大，TiN中陰陽離子所帶電荷為3，大于其它離子所帶電荷，MgO、CaO中所帶電荷相同，但鎂離子半徑小于鈣離子半徑，氯化鉀中陰陽離子所帶電荷為1，且鉀離子半徑＞鈣離子半徑，氯離子半徑大于氧離子半徑，所以KCl、MgO、CaO、TiN4種離子晶體熔點從高到低的順序是TiN＞MgO＞CaO＞KCl；   
MgO的晶體結構與NaCl的晶體結構相似，所以一個Mg²⁺周圍和它最鄰近且等距離的Mg²⁺個數為12；
故答案為：TiN＞MgO＞CaO＞KCl；12；
（4）V₂O₅中V的最外層電子全部失去或成鍵，CrO₂中Cr失去4個電子，離子的最外層電子為2，為成對，離子含未成對電子越多，則磁性越大，則適合作錄音帶磁粉原料的是CrO₂，
故答案為：CrO₂；
（5）該配合物中存在的化學鍵有：非金屬元素之間的共價鍵，鎳元素與氮元素之間的配位鍵，氧原子和氫原子之間的氫鍵，故選AC；
故答案為：AC．

點評 本題考查了化合價和電負性的判斷、化學鍵、核外電子排布式的書寫等知識點，難度較大，注意（3）晶體的結構，注意晶格能與離子晶體熔點的關系，題目難度中等．