Question

完成下列問題．
（1）Si、P、S三種元素的電負性由大到小的順序是

 

，Si、P、S三種元素原子的第一電離能由大到小的順序是

 

．
（2）下列說法正確的是

 

．
A．CO₂和H₂S分子都是直線形
B．P₄、BF₃和HCN都是非極性分子
C．C₂H₂分子中含有σ鍵與π鍵的個數比為3：2
D．α-氨基-丙酸分子中碳原子的雜化方式有：sp²、sp³
（3）乙酸分子間存在以氫鍵締合的二聚體（含一個環狀結構），請畫出這種二聚體的結構：

 

．
（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．在V₂O₅、CrO₂和Fe₂O₃三種離子型氧化物中，磁記錄性能最好的是

 

．
（5）實驗證明：KCl、MgO、CaO、TiN這四種晶體的結構與NaCl晶體結構相似（如圖所示），已知部分離子晶體的晶格能數據如下表：

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

則KCl、MgO、CaO、TiN這四種晶體的熔點從高到低的順序是

 

．
其中MgO晶體中一個Mg²⁺周圍和它最鄰近且等距離的Mg²⁺有

 

個．

Answer 1

考點：元素電離能、電負性的含義及應用,判斷簡單分子或離子的構型,晶胞的計算,極性分子和非極性分子,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）同一周期元素中，從左到右元素電負性增強；同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，第IIA和第IIIA族、第VA和第VIA族反常；
（2）A．根據中心原子的價層電子對數判斷；
B．根據分子的正負電荷中心是否重疊分析；
C．根據C₂H₂結構式分析；
D．根據α-氨基-丙酸分子（）中碳原子的共價鍵分析；
（3）在二個乙酸分子間中，羧基上的氫原子與另一個乙酸分子中碳氧雙鍵上氧原子形成氫鍵；
（4）根據釩離子、鉻離子和鐵離子的未成對電子判斷；
（5）晶格能越大熔點越高；根據MgO晶胞的結構，可以確定一個Mg²⁺周圍和它最鄰近且等距離的Mg²⁺有數目．

解答： 解：（1）同一周期元素中，元素的電負性隨著原子序數的增大而增大，所以Si、P、S三種元素的電負性由大到小的順序是S＞P＞Si；同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，第IIA和第IIIA族、第VA和第VIA族反常，Si、P、S三種元素原子的第一電離能由大到小的順序是P＞S＞Si；
故答案為：S＞P＞Si；P＞S＞Si；
（2）A．CO₂中心原子的價層電子對數為2，為直線形分子，H₂S中心原子的價層電子對數為4，且含有2個孤電子對，屬于V形，故A錯誤；
B．P₄、BF₃分子的正負電荷中心重疊為非極性分子，HCN是極性分子，故B錯誤；
C．C₂H₂結構式為H-C≡C-H，分子中含有2個單鍵和1個三鍵，則σ鍵與π鍵的個數比為3：2，故C正確；
D．α-氨基-丙酸分子（）中甲基上碳原子形成4個共價鍵為sp³雜化，羧基上碳原子含有1個C=O和1個C-H、1個C-O，共3個價層電子對，為sp²雜化，故D正確；
故答案為：CD；
（3）二個乙酸分子間中，羧基上的氫原子與另一個乙酸分子中碳氧雙鍵上氧原子形成氫鍵，所以其氫鍵表示為，
故答案為：；
（4）V₂O₅中釩離子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，無未成對電子，CrO₂中鉻離子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²兩對未成對電子，而Fe₂O₃中Fe³⁺電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵有5對未成對電子，以Fe₂O₃中的未成對電子數最多，故答案為：Fe₂O₃；
（5）KCl、MgO、CaO、TiN這4種晶體的結構與NaCl晶體結構相似，TiN中離子都帶3個單位電荷，MgO、CaO中離子都帶2個單位電荷，KCl中離子都帶1個單位電荷，離子半徑Cl^-＜O^2-＜N^3-，Mg²⁺＜Ca²⁺＜K⁺，高價化合物的晶格能遠大于低價離子化合物的晶格，晶格能TiN＞MgO＞CaO＞KCl，故熔點TiN＞MgO＞CaO＞KCl；
在MgO晶胞中Mg²⁺周圍有六個O^2-，O^2-周圍有六個Mg²⁺，根據晶胞的結構可以看出，如果以體心上一個Mg²⁺為究對象，和它最鄰近且等距離的Mg²⁺分布在晶胞每個棱邊中點上，共有12個，
故答案為：TiN＞MgO＞CaO＞KCl；12．

點評：本題考查較綜合，涉及電負性的比較、第一電離能的比較、雜化類型的判斷、分子的極性、核外電子排布式、離子晶體熔點的比較等知識點，難點是氫鍵的書寫，明確哪些元素的原子能形成氫鍵，題目難度中等．