Question

【題目】(1)下列氮原子的電子排布圖表示的狀態中，能量由低到高的順序是_______(填字母代號)。

(2)P4S3可用于制造火柴，其分子結構如圖所示。

①P4S3分子中硫原子的雜化軌道類型為_______________。

②每個P4S3分子中含有的孤電子對的數目為__________________。

(3)科學家合成了一種陽離子“N5n+，其結構是對稱的，5個N排成＂V＂形，每個N都達到8電子穩定結構，且含有2個氮氮三鍵;此后又合成了一種含有“N5n+”的化學式為”N8”的離子晶體，其電子式為_________________。分子(CN)2中鍵與鍵之間的夾角為180°，并有對稱性，分子中每個原子的最外層均滿是8電子穩定結構，其結構式為_____。

(4)直鏈多磷酸根陰離子是由兩個或兩個以上磷氧四面體通過共用頂角氧原子連接起來的，如圖所示。則由n個磷氧四面體形成的這類磷酸根離子的通式為_________________。

(5)碳酸鹽中的陽離子不同，熱分解溫度就不同。下表為四種碳酸鹽的熱分解溫度和金屬陽離子半徑

隨著金屬陽離子半徑的增大，碳酸鹽的熱分解溫度逐步升高，原因是_______________。

(6)石墨的晶體結構和晶胞結構如下圖所示。已知石墨的密度為pgcm3，C—C鍵的鍵長為cm，阿伏加德羅常數的值為NA，則石墨品體的層間距為_________cm。

Answer 1

【答案】A＜C＜B＜D sp3 10 N≡C-C≡N PnO（3n+1）（n+2）— 碳酸鹽分解實際過程是晶體中陽離子結合碳酸根離子中氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳的過程，陽離子所帶電荷相同時，陽離子半徑越小，其結合氧離子能力越強，對應的碳酸鹽就越容易分解

【解析】

（1）據能量最低原理可知核外電子先占有能量低的軌道，再占有能量高的軌道可知D的能量最高；據洪特規則，各個軌道為半充滿狀態，能量較低，為相對穩定的狀態可知，A的能量最低，B的能量高于C的能量，所以能量由低到高的順序是A＜C＜B＜D，故答案為：A＜C＜B＜D；

(2)①P4S3分子中硫原子的價層電子對數為4，雜化軌道類型為sp3雜化，故答案為：sp3；

②每個P4S3分子中每個P原子含有1對孤對電子，每個S原子含有2對孤對電子，則每個P4S3分子中含有的孤電子對的數目為4×1+3×2=10，故答案為：10；

(3) N5n+結構是對稱的，5個N排成V形，5個N結合后都達到8電子結構，且含有2個N≡N鍵，滿足條件的結構為，“N5”帶一個單位正電荷，則化學式為”N8”的離子晶體是由N5+和N3—組成，電子式為；分子(CN)2中鍵與鍵之間的夾角為180°，并有對稱性，分子中每個原子的最外層均滿足8電子穩定結構，由C原子形成4個共價鍵，N原子形成3個共價鍵可知其結構簡式為N≡C-C≡N，故答案為：；N≡C-C≡N；

（4）由題給結構可知，含由n個磷氧四面體形成的這類磷酸根離子相當于n個磷酸根離子去掉（n—1）個氧原子，所帶電荷為—2×（3n+1）+5n=—（n+2），則這類磷酸根離子的通式為PnO（3n+1）（n+2）—，故答案為：PnO（3n+1）（n+2）—；

（5）碳酸鹽分解實際過程是晶體中陽離子結合碳酸根離子中氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳的過程，陽離子所帶電荷相同時，陽離子半徑越小，其結合氧離子能力越強，對應的碳酸鹽就越容易分解，故答案為：碳酸鹽分解實際過程是晶體中陽離子結合碳酸根離子中氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳的過程，陽離子所帶電荷相同時，陽離子半徑越小，其結合氧離子能力越強，對應的碳酸鹽就越容易分解；

（6）設晶胞的底邊長為acm，晶胞的高為h cm，層間距為d cm，則h=2d，底面圖為，則=r×sin60°，可得a=r，則底面面積為（r）2×Sin60°，晶胞中C原子數目為1+2×+8×+4×=4，晶胞質量為g，則ρ=g÷[（r）2×Sin60°×2d]，整理可得d=，故答案為：。