Question

碳、氮、氧、氯、钠、铜等元素的化合物广泛存在于自然界，回答下列问题：

（1）基态氯原子的价电子排布图是________________________；基态铜原子核外电子占有的空间运动状态有____________种

（2）碳、氮、氧三种元素中第一电离能最大的是____________ (填元素符号)CO₃^2-中碳原子的杂化轨道类型为____________。

（3）相同条件下，水的沸点高于液氨，原因是________________________。

（4）铜与CNˉ可形成络合离子[Cu(CNˉ)₄]^2-，写出一种与CNˉ互为等电子体的分子的化学式____________；1 mol[ Cu(CNˉ)₄]^2-中含有____________molσ键；若将[Cu(CNˉ)₄]^2-中二个CNˉ换为Clˉ，只有一种结构，则[Cu(CNˉ)₄]^2-中4个氮原子所处空间位置关系为_________。

（5）氯化钠的晶胞如图所示。晶体中氯离子以面心立方最密堆积排列，钠离子嵌入在氯离子之间的空隙中。一个氯离子周围离氯离子最近的氯离子数目为__________个。已知：半径r(Clˉ)=apm，r(Na⁺)=bpm。摩尔质量M(NaCI)=cg·mol^-1则氯化钠晶体的密度为_________g·cm^-3

Answer

15 N sp2 氧元素的电负性大于氮，氧原子的半径小于氮，水分子间氢键比氨分子间氢键强 N2或CO 8 正四面体 12 ×1030

【解析】

试题(1)基态氯原子的最外层有7个电子，排布在3s、3p能级上；铜原子核外有29个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1；(2)同周期元素从左到右第一电离能增大，ⅤA族原子p轨道半充满，第一电离能大于ⅥA族元素的原子；CO32-中碳原子的价电子对数是 ；(3) 水分子间氢键比氨分子间氢键强；(4)等电子体是原子数相同、价电子数相同的微粒；单键是σ键，三键中有1个是σ键；若将[Cu(CNˉ)4]2-中二个CNˉ换为Clˉ，只有一种结构，则[Cu(CNˉ)4]2-中4个氮原子所处空间位置关系为正四面体；(5)根据晶胞图分析氯离子周围离氯离子最近的氯离子数目；晶体中氯离子以面心立方最密堆积排列，钠离子嵌入在氯离子之间的空隙中，r(Clˉ)=apm，所以晶胞边长是pm，根据均摊原则，每个晶胞含有 Clˉ数是 ，含有Na+数是；

解析：(1)基态氯原子的价电子排布在3s、3p能级上，价电子排布图是；铜原子核外有29个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，排布在15个原子轨道上，所以有15种空间运动状态；(2)同周期元素从左到右第一电离能增大，ⅤA族原子p轨道半充满，第一电离能大于ⅥA族元素的原子，所以碳、氮、氧三种元素中第一电离能最大的是N；CO32-中碳原子的价电子对数是 ，所以碳原子的杂化轨道类型为sp2 ；(3) 氧元素的电负性大于氮，氧原子的半径小于氮，水分子间氢键比氨分子间氢键强，所以水的沸点高于液氨；(4)等电子体是原子数相同、价电子数相同的微粒，所以与CNˉ互为等电子体的分子的化学式是N2或CO；单键是σ键，三键中有1个是σ键，所以1 mol[ Cu(CNˉ)4]2-中含有8molσ键；若将[Cu(CNˉ)4]2-中二个CNˉ换为Clˉ，只有一种结构，则[Cu(CNˉ)4]2-中4个氮原子所处空间位置关系为正四面体；(5)根据晶胞图，1个氯离子周围离氯离子最近的氯离子数目是12个；晶体中氯离子以面心立方最密堆积排列，钠离子嵌入在氯离子之间的空隙中，r(Clˉ)=apm，所以晶胞边长是pm，根据均摊原则，每个晶胞含有 Clˉ数是 ，含有Na+数是；所以密度是×1030 g·cm-3。