Question

【化学一选修3：物质结构与性质】(15分）

（1）PM2.5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾，光化学烟雾中含有NO_x、HCOOH、（PAN）等二次污染物。

①1mol PAN中含有的σ键数目为_______。PAN中除H外其余三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________________。

②NO能被FeSO₄溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H₂O)₅]SO₄，该配合物中中心离子的配位数为_______，中心离子的核外电子排布式为_______________。

③相同压强下，HCOOH的沸点比CH₃OCH₃____（填“高”或“低”），其原因是___________________。

（2）PM2.5微细粒子包含(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃等。

①(NH₄)₂SO₄晶体中各种微粒间的作用力不涉及___________（填序号）。

a．离子键 

b．共价键  

c．配位键 

d．范德华力 

e．氢键

②NH₄NO₃中阳离子的空间构型为_____，阴离子的中心原子轨道采用_______杂化。

（3）测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β—射线吸收法，β—射线放射源可用⁸⁵Kr。已知Kr晶体的晶胞结构如图所示，设晶体中与每个Kr原子紧相邻的Kr原子有m个，晶胞中Kr原子为n个，则m/n=_____（填数字）。

Answer

（15分）

（1）①10NA （或6.02×1024） ；N＞O＞C

②6 ；1s22s22p63s23p63d6 （或[Ar]3d6） ③高；HCOOH分子间能形成氢键

（2）①de ②正四面体 ；sp2 （3）3

【解析】

试题分析：（1）①一个单键就是一个键，一个双键中含有一个键和一个键，根据分子的结构简式可知，一个PAN中共有11个共价键，所以1mol PAN中含有的σ键数目为10NA；同周期元素，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，第ⅤA族的P轨道处于半充满状态，比同周期的相邻元素第一电离能高，所以第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C；

②配位体位于方括号中，由1个NO和5个H2O分子构成，所以该配合物中中心离子的配位数为6；中心离子为Fe2＋，铁是26号元素，则Fe2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6；

③HCOOH分子间能形成氢键，CH3OCH3不能形成分子间氢键，所以在相同压强下，HCOOH的沸点比CH3OCH3高；

（2）①(NH4)2SO4晶体中铵根离子和硫酸根离子之间是离子键，而铵根离子和硫酸根离子内部都是共价键，其中铵根离子内部含一个配位键，选de；

②NH4＋ 的中心原子氮原子价层电子对数=（5+4-1）/2=4，孤电子对=（5-1×4-1）/2=0，所以NH4＋ 的空间构型为正四面体，NO3-的中心原子氮原子价层电子对数=（5+1）/2=3，所以氮原子按sp2方式杂化。

（3）根据晶胞的结构可知，与每个Kr原子紧邻的Kr原子有3×4=12，晶胞中含Kr原子为8×1/8+6×1/2=4，则m:n=12:4=3。

考点：考查分子结构，第一电离能，配合物的结构，简单分子和离子的空间构型，晶胞的计算。