Question

【題目】國(guó)家航天局計(jì)劃2020年實(shí)施火星探測(cè)任務(wù)。據(jù)了解火星上存在大量的含氮化合物，科學(xué)家推測(cè)火星生命可能主要以氮、碳、硅、銅為基體構(gòu)成。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）鄰氨基吡啶()的銅配臺(tái)物在有機(jī)不對(duì)稱合成中起催化誘導(dǎo)效應(yīng)。

①鄰氨基吡啶中所有元素的電負(fù)性出小到大的順序?yàn)?/span>__(填元素符號(hào))。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，1mol中含有σ鍵的數(shù)目為__。

②一定條件下-NH2可以被氧化成-NO2，-NO2中N原子的雜化方式為__雜化。

（2）第四周期的某主族元素，其第一至第五電離能數(shù)據(jù)如圖所示，則該元素的基態(tài)原子電子排布式為___。

（3）元素周期表中的第IVA族~第VIIA族中部分元素的最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)變化趨勢(shì)線如圖，其中一個(gè)小黑點(diǎn)代表-種氫化物，則趨勢(shì)線a代表第__族元素的最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)變化趨勢(shì)，判斷依據(jù)是__。

（4）干冰是常見(jiàn)的分子晶體，而CO2在高溫高壓下能形成另一種晶體其晶胞如圖所示，該CO2晶體的熔點(diǎn)__(填“>”“<”或“=”)SiO2晶體的熔點(diǎn)。

（5）一種嘌呤和一種吡啶的結(jié)構(gòu)如圖。

①嘌呤中軌道之間的夾角∠1比∠2大，原因是__。

②分子中的大π鍵可以用符號(hào)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)。則該吡啶中的大π鍵可表示為__。

（6）火星巖石中存在大量的氮化鎵，氮化鎵為六方晶胞，結(jié)構(gòu)如圖所示。若該晶體密度為dg·cm-3，晶胞參數(shù)a=b≠c(單位：nm)，a、b夾角為120°，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶胞參數(shù)c=___nm(寫出代數(shù)式)。

Answer 1

【答案】H＜C＜N 13NA sp2 1s22s22p63s23p64s2 IVA NH3、H2O、HF因存在氫鍵，沸點(diǎn)高于同主族相鄰元素氫化物的，從而出現(xiàn)沸點(diǎn)反�，F(xiàn)象，只有ⅣA族元素氫化物不存在反�，F(xiàn)象，圖中趨勢(shì)線a沒(méi)有反�，F(xiàn)象 > 孤電子對(duì)與鍵合電子對(duì)之間的斥力大于鍵合電子對(duì)之間的斥力，斥力大

【解析】

（1）①非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大；分子環(huán)上還有4個(gè)C-H將，分子含有13個(gè)σ鍵；

②-NO2中N原子有1個(gè)未成鍵電子，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+1=3；

（2）根據(jù)圖中該元素的第一至五電離能數(shù)據(jù)可知，該元素第三電離能突變，說(shuō)明該元素容易失去2個(gè)電子，即最外層有兩個(gè)電子，則為第IIA族元素Ca；

（3）含有氫鍵的氫化物熔沸點(diǎn)較高，不含氫鍵的氫化物熔沸點(diǎn)隨著分子間作用力增大而增大；

（4）根據(jù)圖知，CO2在高溫高壓下所形成的晶體為原子晶體，原子晶體熔沸點(diǎn)與原子半徑成反比；

（5）①根據(jù)VSEPR理論，孤電子對(duì)與鍵合電子對(duì)之間的斥力大于鍵合電子對(duì)與鍵合電子對(duì)之間的斥力，導(dǎo)致鍵合電子對(duì)與對(duì)鍵合電子對(duì)之間的夾角減小；

②吡啶為平面結(jié)構(gòu)，N形成3個(gè)共價(jià)鍵，未參與成鍵的p軌道有一對(duì)電子，參與形成離域大π鍵，每個(gè)C原子留有一個(gè)p軌道，軌道上留有一個(gè)單電子形成大π鍵；

（6）均攤法計(jì)算晶胞中Ga、N原子數(shù)目，表示出晶胞的質(zhì)量，晶胞體積=a×10-7 cm×b×10-7 cm×sin60°×c×10-7 cm，結(jié)合晶胞質(zhì)量=晶體密度×晶胞體積計(jì)算。

（1）①非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，故電負(fù)性：H＜C＜N；分子環(huán)上還有4個(gè)C-H將，分子含有13個(gè)σ鍵，1mol中含有σ鍵的數(shù)目為13NA，故答案為：H＜C＜N；13NA；

②-NO2中N原子有1個(gè)未成鍵電子，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+1=3，N原子采取sp2雜化，故答案為：sp2；

（2）由該元素的第一至五電離能數(shù)據(jù)可知，該元素第一二電離能較小，說(shuō)明容易失去2個(gè)電子，即最外層有兩個(gè)電子，已知該元素為第四周期的某主族元素，則為第四周期，第IIA族元素Ca，則該元素的基態(tài)原子電子排布式為：1s22s22p63s23p64s2，故答案為：1s22s22p63s23p64s2；

（3）在ⅣA～ⅦA中的氫化物里，NH3、H2O、HF因存在氫鍵，故沸點(diǎn)高于同主族相鄰元素氫化物的沸點(diǎn)，只有ⅣA族元素氫化物不存在反�，F(xiàn)象，組成與結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子量越大，分子間作用力越大，沸點(diǎn)越高，故曲線a點(diǎn)代表的應(yīng)是第IVA的氫化物沸點(diǎn)變化，

故答案為：IVA；NH3、H2O、HF因存在氫鍵，沸點(diǎn)高于同主族相鄰元素氫化物的，從而出現(xiàn)沸點(diǎn)反�，F(xiàn)象，只有ⅣA族元素氫化物不存在反�，F(xiàn)象，圖中趨勢(shì)線a沒(méi)有反常現(xiàn)象；

（4）該晶體中原子之間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合，屬于原子晶體，而碳氧鍵的鍵長(zhǎng)短，所以該晶體的熔點(diǎn)比SiO2晶體高，故答案為：>；

（5）①根據(jù)VSEPR理論，孤電子對(duì)對(duì)鍵合電子對(duì)之間的斥力大于鍵合電子對(duì)對(duì)鍵合電子對(duì)之間的斥力，導(dǎo)致鍵合電子對(duì)對(duì)鍵合電子對(duì)之間的夾角減小，故答案為：孤電子對(duì)與鍵合電子對(duì)之間的斥力大于鍵合電子對(duì)之間的斥力，斥力大；
②吡啶為平面結(jié)構(gòu)，N形成3個(gè)共價(jià)鍵，未參與成鍵的p軌道有一對(duì)電子，參與形成離域大π鍵，每個(gè)C原子留有一個(gè)p軌道，軌道上留有一個(gè)單電子形成大π鍵，所以吡啶環(huán)形成5中心6電子的離域大π鍵：，故答案為：；

（6）晶胞中Ga原子數(shù)目=1+8×=2、N原子數(shù)目=1+4×=2，故晶胞質(zhì)量=2×g，晶胞體積=a×10-7 cm×b×10-7 cm×sin60°×c×10-7 cm，則：2×g=(a×10-7 cm×b×10-7 cm×sin60°×c×10-7 cm)×dgcm3，解得c=，故答案為：。