Question

7．氧、氫、碳、硫、氮及鐵、銅等元素與生命活動密切相關(guān)，回答下列問題．
（1）氧元素存在多種同位素，基態(tài)¹⁸O的電子排布式為1s²2s²2p⁴，氫、碳、氧、硫四種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺＞S＞C＞H．¹H₂¹⁸O、²H₂¹⁶O的摩爾質(zhì)量相等，化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同．
（2）三聚氰胺（）中六元钚結(jié)構(gòu)與苯環(huán)類似，它與硝基苯的相對分子質(zhì)量之差為3，其熔點(diǎn)為354℃，硝基苯的熔點(diǎn)是5.7℃．
①三聚氰胺中，環(huán)上與環(huán)外的氮原子雜化軌道類型分別為sp²、sp³．
②導(dǎo)致三聚氰胺與硝基苯熔點(diǎn)差異很大的根本原因是三聚氰胺中存在N-H鍵，分子間能寫出氫鍵，導(dǎo)致熔點(diǎn)升高，硝基苯分子之間不能形成氫鍵，故熔點(diǎn)較低．
（3）Cu位于元素周期表的ds區(qū)，銅與氯可形成一種蒸氣密度是相同條件下氫氣密度的135倍的
化合物X，又知X可溶于水、乙醇、熔點(diǎn)498℃，則X的分子式為Cu₂Cl₂，其晶體類型是分子晶體，
X溶于鹽酸中可形成H₂[CuCl₂]的酸，該酸中除普通的共價鍵外，還存在配位鍵．
（4）已知鐵的單質(zhì)有如圖所示的兩種常見堆積方式，其中屬于面心立方最密堆積的是a（填a或b），按b方式堆積形成的單質(zhì)，若Fe原子的半徑為r pm，則密度為$\frac{21\sqrt{3}×1{0}^{30}}{4{r}^{3}{N}_{A}}$g/cm³．（列出算式即可）

Answer 1

分析 （1）¹⁸O原子互為電子數(shù)為8，根據(jù)能量最低原理書寫核外電子排布式；非金屬性越強(qiáng)的元素，其電負(fù)性越大；¹H₂¹⁸O、²H₂¹⁶O的組成元素相同、分子結(jié)構(gòu)相同，化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同；
（2）①三聚氰胺中，環(huán)上與環(huán)外的氮原子分別形成2個σ鍵、3個σ，均含有1對孤對電子，雜化軌道數(shù)目分別為3、4；
②三聚氰胺分子之間形成氫鍵，增大物質(zhì)的熔點(diǎn)；
（3）Cu位于第四周期IB族，屬于ds區(qū)元素；相同條件下氣體的密度之比等于其相對分子質(zhì)量之比，故X的相對分子質(zhì)量為135×2=270，則X的分子式為Cu₂Cl₂，屬于分子晶體，X溶于鹽酸中可形成H₂[CuCl₂]的酸，該酸中除普通的共價鍵外，還存在配位鍵；
（4）由圖可知，a為面心立方最密堆積，b為體心立方最密堆積；利于均攤法計算b晶胞中Fe原子數(shù)目，表示出晶胞質(zhì)量，F(xiàn)e原子的半徑為r pm，而處于體對角線上原子相切，故晶胞棱長為$\frac{4r}{\sqrt{3}}$  pm，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算．

解答 解：（1）¹⁸O原子互為電子數(shù)為8，核外電子排布式為1s²2s²2p⁴；非金屬性越強(qiáng)的元素，其電負(fù)性越大，故電負(fù)性O(shè)＞S＞C＞H；¹H₂¹⁸O、²H₂¹⁶O的組成元素相同、分子結(jié)構(gòu)相同，化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，
故答案為：1s²2s²2p⁴；O＞S＞C＞H；幾乎完全相同；
（2）①三聚氰胺中，環(huán)上與環(huán)外的氮原子分別形成2個σ鍵、3個σ，均含有1對孤對電子，雜化軌道數(shù)目分別為3、4，雜化軌道類型分別為sp²、sp³雜化，
故答案為：sp²、sp³；
②三聚氰胺中存在N-H鍵，分子間能寫出氫鍵，導(dǎo)致熔點(diǎn)升高，硝基苯分子之間不能形成氫鍵，故熔點(diǎn)較低，
故答案為：三聚氰胺中存在N-H鍵，分子間能寫出氫鍵，導(dǎo)致熔點(diǎn)升高，硝基苯分子之間不能形成氫鍵，故熔點(diǎn)較低；
（3）Cu位于第四周期IB族，屬于ds區(qū)元素；相同條件下氣體的密度之比等于其相對分子質(zhì)量之比，故X的相對分子質(zhì)量為135×2=270，則X的分子式為Cu₂Cl₂，屬于分子晶體，X溶于鹽酸中可形成H₂[CuCl₂]的酸，該酸中除普通的共價鍵外，還存在配位鍵，
故答案為：ds；Cu₂Cl₂；分子晶體；配位；
（4）由圖可知，a為面心立方最密堆積，b為體心立方最密堆積，b晶胞中Fe原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，則晶胞質(zhì)量為2×$\frac{56}{{N}_{A}}$g，F(xiàn)e原子的半徑為r pm，而處于體對角線上原子相切，故晶胞棱長為$\frac{4r}{\sqrt{3}}$ pm，故晶體的密度為2×$\frac{56}{{N}_{A}}$g÷（$\frac{4r}{\sqrt{3}}$×10^-10 cm）³=$\frac{21\sqrt{3}×1{0}^{30}}{4{r}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：a；$\frac{21\sqrt{3}×1{0}^{30}}{4{r}^{3}{N}_{A}}$．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電負(fù)性、雜化方式、氫鍵、配合物、晶體類型與性質(zhì)、晶胞計算等，是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)主干知識的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，（4）中關(guān)鍵是明確晶胞棱長與原子半徑關(guān)系．