Question

【化學——選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)】（15分）

氧元素與多種元素具有親和力，所形成化合物的種類僅次于碳元素。

（1）氮、氧、氟元素的第一電離能從大到小的順序為 ，氧元素與氟元素能形成OF2分子，該分子的空間構(gòu)型為 。

（2）根據(jù)等電子原理，判斷NO2+離子中，氮原子軌道的雜化類型為 ，1mol NO2+所含 鍵的數(shù)目為 。

（3）氧元素與過渡元素可以形成多種價態(tài)的金屬氧化物。如鉻可生成Cr2O3、CrO3等，試寫出Cr3+核外電子排式 。

（4）鈣在氧氣中燃燒時得到一種鈣的氧化物晶體，其結(jié)構(gòu)如圖所示：由 此可判 斷該鈣的氧化物的化學式為 。

已知晶胞邊長為540pm，則該氧化物的密度是 g·cm－3

 

Answer 1

（15分）（ 每空2分，最后一空3分）

（1） F>N>O V形

（2）sp 2NA

（3） 1s22s22p63s23p63d3或[Ar] 3d3

（4） CaO2 3.04g/cm3 （3分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)第一電離能的判斷，同周期中歲核電荷數(shù)的增加第一電離能逐漸增大，但N的2p軌道是半充滿狀態(tài)，為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以N的第一電離能大于O，所以三者的第一電離能的順序是F>N>O；OF2分子的中心原子是O，則O的價層電子對數(shù)是2+1/2(6-2)=4,有2對孤對電子，所以分子 的空間構(gòu)型是V型；

（2）NO2+離子中，N的價層電子對數(shù)是2+1/2(5-1-4)=2,所以N是sp雜化；它與二氧化碳是等電子體，二氧化碳中含有2個鍵，所以1mol NO2+離子中的鍵的數(shù)目是2NA；

（3）Cr是24號元素，Cr3+核外有21個電子，根據(jù)電子的排布原理，則核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3

（4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，Ca的個數(shù)是8×1/8+6×1/2=4，而O原子的個數(shù)是12×1/4×2+2=8，則Ca與O的原子個數(shù)比是4:8=1:2，所以該鈣的氧化物的化學式為CaO2；根據(jù)上述計算，該晶胞的質(zhì)量是4×（40+32）/NAg=288/NAg，1pm=10-10cm，則晶胞的體積是（540×10-10）3cm3=5.43×10-24 cm3，所以晶胞的密度=288/6.02×1023/5.43×10-24=3.04 g/cm3

考點：考查第一電離能的判斷，核外電子排布式的書寫，軌道雜化類型的判斷，晶胞的計算