Question

碳、氮、氧是地球上豐富的元素。
（1）C、N、O的第一電離能由大到小的順序為（用元素符號表示）_________。
（2）前四周期元素中，基態原子未成對電子數與氮相同的元素有_________種。
（3）試判斷NH₃溶于水后，形成NH₃·H₂O的合理結構：_______（填字母代號），推理依據是____ ___________。

（4）H₂O分子與H⁺結合的過程中未發生改變的是_________（填序號）。
a．微粒的空間構型   b．O原子的雜化方式      c．H—O—H的鍵角
（5）C₆₀晶體（其結構模型如圖）中每個C₆₀分子周圍與它距離最近且等距離的C₆₀分子有__________個。

Answer 1

（8分）（1）N、O、C（1分） （2）4（2分）
（3）b（1分）；一水合氨電離產生NH₄^＋和OH^－（1分） （4）b（1分） （5）12（2分）

試題分析：（1）同周期第一電離能自左而右具有增大趨勢，所以第一電離能O＞C。由于氮元素原子2p能級有3個電子，處于半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能大于相鄰元素，所以C、N、O的第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C。
（2）氮元素核外電子排布是1s²2s²2p³，所以基態原子未成對電子數是3個，因此前四周期元素中，基態原子未成對電子數與氮相同的元素有P、V、Co、As，共計是4種元素。
（3）因為一水合氨在溶液中能電離產生NH₄^＋和OH^－，因此在其結構中氮元素與水中的氫元素形成氫鍵，所以正確的結構是b，答案選b。
（4）H₂O分子與H⁺結合形成水合氫離子，其空間構型由V形變為三角錐形，因此微粒的空間構型、H—O—H的鍵角均發生變化，但O原子的雜化方式不變，仍然是sp3雜化，答案選b。
（5）根據_C60晶胞結構可知，每個C₆₀分子周圍與它距離最近且等距離的C₆₀分子位于面心處，共計有3×8÷2＝12個。