Question

【化学---选修3：物质结构与性质（15分）】“可燃冰”是蕴藏于海底的一种潜在能源。它由盛有甲烷、氮气、氧气、硫化氢等分子的水分子笼构成。

（1）水分子间通过       相互结合构成水分子笼。N、O、S元素第一电离能由大到小的顺序为         （填元素符号）。

（2）从海底取得的“多金属结核”样本，样本中含铁、锰等多种金属。

①基态铬原子的电子排布式为                 。

②金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如下图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________。

（3）胆矾CuSO₄·5H₂O可写成[Cu(H₂O) ₄]SO₄·H₂O，其结构示意图如下：

①写出基态Cu²⁺的核外电子排布式        。

②胆矾中含有的粒子间作用力是        （填序号）。

a.离子键 

b．极性键 

c．金属键 

d．配位键  

e．氢键  

f．非极性键

③在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu(CN)₄]^2-，指出1molCN^-中键的数目为        。胆矾受热分解得到铜的某种氧化物，其晶胞结构如上图所示，则氧的配位数是      。

Answer

（15分）

（1）氢键，(1分) N﹥O﹥S，(2分)

（2）①【Ar】3d54s1，(2分) ② 2(2分)

（3）①[Ar]3d9(2分) ② a、b、d、e（全对给2分，少1个给1分，有错及少2个不给分）

③ 1.204×1024(2分) 2 (2分)

【解析】

试题分析：（1）O原子电负性大且O氧原子半径小，所以H2O分子间能形成氢键，则水分子间通过氢键相互结合构成水分子笼；N元素2p轨道排布3个电子，为半充满状态，更稳定，所以N元素的第一电离能大于O元素，S与O最外层电子数相同，S电子层大于O，所以O元素的第一电离能大于S元素，故N、O、S元素第一电离能由大到小的顺序为：N﹥O﹥S。

（2）①Cr为24号元素，因为电子排布处于半充满状态时更稳定，所以基态铬原子的电子排布式为【Ar】3d54s1。

②根据均摊法可知，体心立方晶胞含Fe原子：1+8×1/8=2，面心立方晶胞含Fe原子：1+6×1/2=4，所以面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为2。

（3）①Cu原子失去4s和3d上各1个电子得Cu2+，所以基态Cu2+的核外电子排布式为：[Ar]3d9。

②S—O、O—H之间作用力为极性共价键，[Cu(H2O) 4]2+与SO42—之间作用力为离子键，OCu之间作用力为配位键，O…H之间作用力为氢键，所以答案为：a、b、d、e。

③CN-中含有C≡N，含2个键，所以1molCN-中键物质的量为2mol，数目为1.204×1024；根据晶胞结构示意图，O原子周围有4个Cu原子，每个Cu原子由2个O原子共用，所以氧的配位数是2。

考点：本题考查电子平衡、第一电离能的比较、微粒间作用力的判断、晶胞的计算。