Question

【題目】秋冬季我國北方大部分地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重霧霾天氣，引起霧霾的PM2.5微細(xì)粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有機(jī)顆粒物及揚塵等，城市霧霾中還含有銅等重金屬元素。

(1)PM2.5富含大量的有毒、有害物質(zhì)，易引發(fā)二次光化學(xué)煙霧，光化學(xué)煙霧中含有NOx、HCOOH、等二次污染物。

①基態(tài)N原子的電子排布式___________；C、N和O的第一電離能由大到小的順序為___________

②氨硼烷（NH3BH3）被認(rèn)為是最具潛力的新型儲氫材料之一，分子中存在配位鍵，提供孤電子對的成鍵原子是________，寫出一種與氨硼烷互為等電子體的分子________（填化學(xué)式）。

(2)PM2.5微細(xì)粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3等。

①(NH4)2SO4晶體中各種微粒間存在的作用力有________(填序號)。

a．離子鍵　b．共價鍵　c．配位鍵　d．范德華力　

②NH4NO3中陰離子的空間構(gòu)型為________，陽離子的中心原子軌道采用________雜化。

(3)某種鎂鋁合金可作為儲鈉材料，該合金晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱長為anm，該合金的化學(xué)式為____________，晶體中每個鎂原子周圍距離最近的鋁原子數(shù)目為___________，該晶體的密度為__________________g/cm3(阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值用NA表示)。

Answer 1

【答案】1s22s22p3 N>O>C N C2H6 abc 平面三角形 sp2 Mg2Al 4

【解析】

(1)①N原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為；同周期隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢，N元素原子2p 能級為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素的；

②B原子有空軌道，NH3中N原子有1對孤電子對，與氨硼烷互為等電子體的分子，可以用2個C原子代替B、N原子；

(2)①(NH4)2SO4晶體中銨根離子和硫酸根離子之間是離子鍵，而銨根離子和硫酸根離子內(nèi)部都是共價鍵；

②NH4+的中心原子氮原子價層電子對數(shù)=4+=4，孤電子對個數(shù)是0，NO3-的中心原子氮原子價層電子對數(shù)=3+=3，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷離子空間構(gòu)型及中心原子雜化方式；

(3) 該晶胞中Al原子個數(shù)為2×=1、Mg原子個數(shù)=8×+2×=2；晶體中每個鎂原子周圍距離最近的鋁原子數(shù)目為4，晶胞體積=(a×10-7 cm)3，該晶體的密度=。

(1)①由N原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖可知基態(tài)N原子的電子排布式為1s22s22p3；同周期隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢，N元素原子2p 能級為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素的，第一電離能由大到小的順序為：N＞O＞C；

②B原子有空軌道，NH3中N原子有1對孤電子對，N原子提供孤電子對個B原子形成配位鍵，與氨硼烷互為等電子體的分子，可以用2個C原子代替B、N原子，與氨硼烷等電子體一種分子為：CH3CH3，則化學(xué)式為C2H6；

(2)①(NH4)2SO4晶體中銨根離子和硫酸根離子之間是離子鍵，而銨根離子和硫酸根離子內(nèi)部都是共價鍵，其中一個H原子和N原子形成配位鍵，硫酸銨中不存在的作用力為范德華力，故答案為abc；

②NH4+的中心原子氮原子價層電子對數(shù)=4+=4，孤電子對個數(shù)是0，其構(gòu)型為平面三角形；NO3-的中心原子氮原子價層電子對數(shù)=3+=3，根據(jù)價層電子對互斥理論知銨根離子空間構(gòu)型是正四面體結(jié)構(gòu)，硝酸根離子中心原子雜化方式為sp2；

(3) 該晶胞中Al原子個數(shù)為2×=1、Mg原子個數(shù)=8×+2×=2，所以其化學(xué)式為Mg2Al；晶體中每個鎂原子周圍距離最近的鋁原子數(shù)目為4，晶胞體積=(a×10-7cm)3，該晶體的密度==g/cm3=g/cm3。