Question

【題目】C、N、Ti、Mn、Cu都是重要的材料元素，其單質及化合物在諸多領域中都有廣泛的應用。

（1）Mn位于元素周期表的_________區(qū)，Mn2＋的價層電子排布圖為_____。

（2）N原子核外有______種空間運動狀態(tài)不同的電子。NO2+ 的立體構型是_________，與它互為等電子體的分子有________（寫出一種）。

（3）Cu2＋與NH3可形成[Cu(NH3)4]2＋配離子，0.5 mol [Cu(NH3)4]2＋中含有σ鍵的個數為_____。已知NF3與NH3具有相同的空間構型，但NF3不易與Cu2＋形成配離子，其原因是___________________________________________________________。

（4）納米TiO2是一種應用廣泛的催化劑，其催化的一個實例如圖所示。化合物甲中碳原子的雜化方式為___________，乙中所有原子的第一電離能由大到小的順序為___________。化合物乙的沸點明顯高于化合物甲，主要原因是______。

Answer 1

【答案】d 5 直線形 CO2（或N2O、CS2，其他答案合理即可） 8NA （或8×6.02×1023或4.816×1024） F 的電負性比 N 大，N—F 成鍵電子對偏向 F，導致 NF3 中氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強，難于給出孤電子對形成配位鍵。 sp3 和sp2雜化 N>O>C >H 化合物乙分子間存在氫鍵

【解析】

（1）Mn為第25號元素，位于第四周期VIIB族； Mn2＋的價層電子排布式為3d5；

（2）N原子核外排布式為1s22s22p3；根據價層電子互斥理論確定空間構型；等電子體的分子有CO2、N2O、CS2等；

（3）[Cu(NH3)4]2＋中心配離子中，氨分子中含有3條σ鍵，Cu2＋與NH3可形成4條σ鍵，則合計16條σ鍵；NF3與NH3具有相同的空間構型，F原子比H的電負性強，對N、F間的共用電子對的作用力強，導致氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強，難于給出孤電子對形成配位鍵；

（4）單鍵中含有1個σ鍵，雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵；同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；氫鍵的存在導致物質熔沸點升高。

（1）Mn為第25號元素，位于第四周期VIIB族，屬于d區(qū)；Mn的價電子排布式為3d54s2，則Mn2＋的價層電子排布式為3d5，排布圖為；

（2）N原子核外排布式為1s22s22p3，有5種空間運動狀態(tài)；NO2+ 的中心N原子的孤電子對數=（a-bx）=（5-1-2×2）=0，有2條σ鍵，則空間構型為直線型；等電子體的分子有CO2、N2O、CS2等；

（3）[Cu(NH3)4]2＋中心配離子中，氨分子中含有3條σ鍵，Cu2＋與NH3可形成4條σ鍵，則合計16條σ鍵，則0.5 mol時含有8molσ鍵，即8NA；NF3與NH3具有相同的空間構型，F原子比H的電負性強，對N、F間的共用電子對的作用力強，導致氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強，難于給出孤電子對形成配位鍵；

（4）化合物甲中，CH2、CH3結構的C為sp3雜化，結構的C為sp2雜化；乙中含有C、H、O、N四種元素，第一電離能由大到小的順序為N>O>C >H；化合物甲分子間不能形成氫鍵，化合物乙中的N原子可以和另一分子形成氫鍵，導致分子間的作用力增大，沸點升高。