Question

【題目】自然界中存在大量的金屬元素，其中鈉、鎂、鋁、鐵、銅等在工農業生產中有著廣泛的應用。

（1）請寫出Fe的基態原子核外電子排布式____________。

（2）金屬A的原子只有3個電子層，其第一至第四電離能如下：

電離能/(kJ·mol－1)	I1	I2	I3	I4
A	932	1821	15 390	21 771

則A原子的價電子排布式為______________。

（3）合成氨工業中，原料氣(N2、H2及少量CO、NH3的混合氣)在進入合成塔前常用醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來吸收原料氣體中的CO(Ac—代表CH3COO—)，其反應是：[Cu(NH3)2]Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3CO]Ac[醋酸羰基三氨合銅(Ⅰ)]　ΔH<0。

①C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序為____________。

②配合物[Cu(NH3)3CO]Ac中心原子的配位數為____________。

③在一定條件下NH3與CO2能合成尿素[CO(NH2)2]，尿素中C原子和N原子軌道的雜化類型分別為________；1 mol尿素分子中，σ鍵的數目為________。

（4）NaCl和MgO都屬于離子化合物，NaCl的熔點為801.3 ℃，MgO的熔點高達2800 ℃。造成兩種晶體熔點差距的主要原因是____________________________________。

（5）(NH4)2SO4、NH4NO3等顆粒物及揚塵等易引起霧霾。其中NH4+的空間構型是____________(用文字描述)，與NO互為等電子體的分子是____________(填化學式)。

（6）銅的化合物種類很多，如圖是氯化亞銅的晶胞結構（黑色球表示Cu+，白色球表示Cl-），已知晶胞的棱長為a cm，則氯化亞銅密度的計算式為ρ＝________g·cm－3(用NA表示阿伏加德羅常數)。

Answer 1

【答案】[Ar]3d64s23s2C<O<N4sp2、sp37NAMgO晶體所含離子半徑小，電荷數多，晶格能大正四面體SO3或BF3

【解析】

（1）鐵是26號元素，根據核外電子排布規律，可知其基態原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；

（2）從表中原子的第一至第四電離能可以看出，A的第二電離能小，第三電離能較大，說明易失去2個電子，則A的化合價為+2價，應為Mg元素，價電子排布式為3s2；

（3）①同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大的趨勢，但第IIA族和第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，所以C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序為：C<O<N；

②一價銅離子有三個氨基配體和一個羰基配體，共4個配體，配位數為4；

③中心原子為碳，價電子數為4，氧不為中心原子，不提供電子，每個亞氨基提供一個電子，電子對數為=3，故雜化軌道為sp2，氮原子形成了3個σ鍵，同時還有一對孤電子，電子對數為3+1=4，故雜化軌道為sp3。σ鍵的數目為3，每個亞氨基中σ鍵的數目2，一分子尿素中含σ鍵的數目為3+2×2=7，故每摩爾尿素中含有σ鍵的數目為7NA；

（4）MgO中離子都帶2個單位電荷，NaCl中離子都帶1個單位電荷，離子半徑Cl-<O2-，Mg2+<Na+，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MgO>NaCl，故熔點MgO>NaCl，故答案為：MgO晶體所含離子半徑小，電荷數多，晶格能大；

（5）NH4+中N原子的價層電子對數為4+（5-1-4×1）=4，而且沒有孤電子對，所以離子的空間構型為正四面體；NO3-原子數為4，價電子數為24，則其等電子體為：SO3或者BF3；

（6）一個晶胞中Cu原子數目為8×+6×=4，Cl原子數目為4，晶胞密度ρ===g/cm3。