Question

13．研究物質的微觀結構，有助于人們理解物質變化的本質．請回答下列問題．
（1）C、Si、N元素的第一電離能由大到小的順序是N＞C＞Si．金剛石和晶體硅都是原子晶體，結構相似但金剛石熔點比晶體硅高，其原因是二者都是原子晶體，金剛石鍵能大于晶體硅，所以熔點高．
（2）新制備的Cu（OH）₂可將乙醛〔CH₃CHO）氧化成乙酸，而自身還原成Cu₂O．乙酸中碳原子的雜化軌道類型為sp³、sp²，1mol乙酸分子中含有的σ鍵與數目為6N_A．Cu₂O為半導體材料，在其立方晶胞內部有4個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，則該晶胞中有16個銅原子．
（3）利用CO可以合成化工原料COCl₂、配合物Fe（CO）₅等．
①COCl₂的結構式為，分子構型為平面三角形
②Fe（CO）₅在一定條件下發生分解反應：Fe（CO）₅═e（s）+5CO，反應過程中，斷裂的化學鍵只有配位鍵，形成的化學鍵是金屬鍵．

Answer 1

分析 （1）根據元素的電負性在周期表中的遞變規律判斷C、Si、N元素的電負性由大到小的順序；金剛石和晶體硅都是原子晶體，鍵能越大，熔點越高；
（2）乙醛中甲基上的C采取sp³雜化類型，醛基中的C采取sp²雜化類型；1個乙醛分子含有6個σ鍵和一個π鍵；根據O數目和Cu₂O中Cu和O的比例計算晶胞中Cu原子的數目；
（3）①COCl₂中C=O鍵中含有1個δ鍵，1個π鍵，據此書寫COCl₂的結構式，根據雜化軌道類型判斷；
②根據生成物判斷形成的化學鍵．

解答 解：（1）同周期元素從左到右元素的電負性逐漸增強，則電負性：N＞C，同主族元素從上到下電負性逐漸減弱，則電負性：C＞Si，則有N＞C＞Si，原子晶體中，晶體熔沸點高低取決于微粒間形成的共價鍵的強弱，而強弱又取決于共價健的鍵長和鍵能，鍵長越短、鍵能越大，原子晶體熔沸點越高，金剛石和晶體硅都是原子晶體，鍵長大小順序是C-C＜Si-Si，鍵能大小順序是C-C＞Si-Si，所以金剛石熔點比晶體硅高，
故答案為：N＞C＞Si；二者都是原子晶體，金剛石鍵能大于晶體硅，所以熔點高；
（2）乙醛中甲基上的C形成4條σ鍵，無孤電子對，因此采取sp³雜化類型，醛基中的C形成3條σ鍵和1條π鍵，無孤電子對，采取sp²雜化類型；1個乙醛分子含有6個σ鍵和一個π鍵，則1mol乙醛含有6molσ鍵，即6N_A個σ鍵；該晶胞中O原子數為4×1+6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=8，由Cu₂O中Cu和O的比例可知該晶胞中銅原子數為O原子數的2倍，即為16個，
故答案為：sp³、sp²；6N_A；CH₃COOH存在分子間氫鍵；16；
（3）①COCl₂中C=O鍵中含有1個δ鍵，1個π鍵，COCl₂分子的結構式為：，則COCl₂分子內含有3個σ鍵、1個π鍵，所以C原子為sp²雜化，中心原子含有3個σ鍵且不含孤電子對，所以其空間構型是平面三角形，
故答案為：；平面三角形；
②根據原子守恒，e為Fe，Fe（CO）₅中Fe與CO之間形成配位鍵，Fe（CO）₅═Fe（s）+5CO反應過程中，斷裂的化學鍵只有配位鍵，由于反應生成Fe，故形成金屬鍵，
故答案為：金屬鍵．

點評 本題考查了電離能、晶體的結構、雜化原理的應用等，綜合性強，為歷年高考選做常考題型，注意（2）晶體結構的求解，題目難度中等．