Question

三氟化氮是一種無色、無味、無毒且不可燃的氣體，在半導(dǎo)體加工，太陽能電池制造和液晶顯示器制造中得到廣泛應(yīng)用．NF₃是一種三角錐型分子，鍵角102°，沸點-129℃；可在銅的催化作用下由F₂和過量NH₃反應(yīng)得到．
（1）寫出制備NF₃的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

．
（2）NF₃的沸點比NH₃的沸點（-33℃）低得多的主要原因是

 

．
（3）與銅屬于同一周期，且未成對價電子數(shù)最多的元素基態(tài)原子核外電子排布式為

 

．
（4）根據(jù)下列五種元素的第一至第四電離能數(shù)據(jù)（單位：kJ?mol^-1），回答下面各題：

元素代號	I1	I2	I3	I4
Q	2080	4000	6100	9400
R	500	4600	6900	9500
S	740	1500	7700	10500
T	580	1800	2700	11600
U	420	3100	4400	5900

①在周期表中，最可能處于同一族的是

 

和

 

．
②T元素最可能是

 

區(qū)元素．若T為第二周期元素，E是第三周期元素中原子半徑最小的元素，則T、E形成化合物的空間構(gòu)型為

 

，其中心原子的雜化方式為

 

．
（5）與銅同周期的另一種元素鈷（Co）可形成分子式均為Co（NH₃）₅BrSO₄的兩種配合物，其中一種化學(xué)式為[Co（NH₃）₅Br]SO₄，往其溶液中加BaCl₂溶液時，產(chǎn)生的現(xiàn)象是

 

；往另一種配合物的溶液中加入BaCl₂溶液時，無明顯現(xiàn)象，若加入AgNO₃溶液時，產(chǎn)生淡黃色沉淀，則第二種配合物的化學(xué)式為

 

．
（6）在自然界中TiO₂有金紅石、板鈦礦、銳鈦礦三種晶型，其中金紅石的晶胞如圖，則其中Ti⁴⁺的配位數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：配合物的成鍵情況,原子核外電子排布,元素電離能、電負性的含義及應(yīng)用,判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件書寫方程式；
（2）氫鍵的存在導(dǎo)致物質(zhì)的熔沸點升高；
（3）與銅屬于同一周期，則為第四周期，未成對價電子數(shù)最多的元素，該元素的3d能級上有5個電子、4s能級上有1個電子時，其未成對電子數(shù)最多，所以該元素是24號元素Cr元素，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式；
（4）①由元素的電離能可以看出，Q的電離能很大，可能為零族元素，R和U的第一電離能較小，第二電離能劇增，故表現(xiàn)+1價，最外層電子數(shù)為1，二者位于同一族，S的第一、第二電離能較小，第三電離能劇增，故表現(xiàn)+2價，最外層電子數(shù)為2，T的第一、第二、第三電離能較小，第四電離能劇增，表現(xiàn)+3價，最外層電子數(shù)為3；
②根據(jù)原子最后填入的電子名稱確定該元素所屬區(qū)域；根據(jù)價層電子對互斥理論確定微粒構(gòu)型、原子雜化方式；
（5）配合物溶于水時，外界中的離子能發(fā)生電離，內(nèi)界不發(fā)生電離，鋇離子和硫酸根離子反應(yīng)生成白色沉淀，另一種配合物的溶液中加入BaCl₂溶液時，無明顯現(xiàn)象，若加入AgNO₃溶液時，產(chǎn)生淡黃色沉淀，說明該配合物的外界是Br^-、SO₄^2-為配體；
（6）根據(jù)圖片中體心上的Ti原子連接的O原子取代其配位數(shù)．

解答： 解：（1）在銅的催化作用下由F₂和過量NH₃反應(yīng)生成NF₃，F(xiàn)元素得電子，N元素失電子，除了NF₃生成外還生成NH₄F，所以反應(yīng)方程式為4NH₃+3F₂

Cu  .

NF₃+3NH₄F，
故答案為：4NH₃+3F₂

Cu  .

NF₃+3NH₄F；
（2）NH₃能形成氫鍵，NF₃只有范德華力，氫鍵的存在導(dǎo)致物質(zhì)的熔沸點升高，所以NF₃的沸點比NH₃的沸點（-33℃）低得多，故答案為：NH₃能形成氫鍵，NF₃只有范德華力；
（3）與銅屬于同一周期，則為第四周期，未成對價電子數(shù)最多的元素，該元素的3d能級上有5個電子、4s能級上有1個電子時，其未成對電子數(shù)最多，所以該元素是24號元素Cr元素，根據(jù)構(gòu)造原理知，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹（或[Ar]3d⁵4s¹），故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹（或[Ar]3d⁵4s¹）；
（4）①由元素的電離能可以看出，Q的電離能很大，可能為零族元素，R和U的第一電離能較小，第二電離能劇增，故表現(xiàn)+1價，最外層電子數(shù)為1，二者位于同一族，S的第一、第二電離能較小，第三電離能劇增，故表現(xiàn)+2價，最外層電子數(shù)為2，T的第一、第二、第三電離能較小，第四電離能劇增，表現(xiàn)+3價，最外層電子數(shù)為3，R和U的第一電離能較小，第二電離能劇增，故表現(xiàn)+1價，最外層電子數(shù)為1，二者位于同一族，
故答案為：R；U；
②T的第一、第二、第三電離能較小，第四電離能劇增，表現(xiàn)+3價，最外層電子數(shù)為3，可能為第IIIA族元素，其最后填入的電子是P電子是，有可能是P區(qū)元素；
若T為第二周期元素，則T是B元素，E是第三周期元素中原子半徑最小的元素，則T是Cl元素，T、E二者形成的化合物是BCl₃，BCl₃中B原子價層電子對個數(shù)=3+

1

2

（3-3×1）=3且不含孤電子對，所以BCl₃為平面正三角形，B原子采用sp²雜化，
故答案為：P；平面正三角形；sp²；
（5）[Co（NH₃）₅Br]SO₄的外界含有硫酸根離子，往其溶液中加BaCl₂溶液時，硫酸根離子和鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀，所以產(chǎn)生的現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀；
往另一種配合物的溶液中加入BaCl₂溶液時，無明顯現(xiàn)象，若加入AgNO₃溶液時，產(chǎn)生淡黃色沉淀，說明該配合物的外界是Br^-，SO₄^2-為配體，其化學(xué)式為[Co（SO₄）（NH₃）₅]Br，
故答案為：白色沉淀；[Co（SO₄）（NH₃）₅]Br；
（6）根據(jù)圖象知，最中間的Ti原子連接6個O原子，所以其配位數(shù)是6，故答案為：6．

點評：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，綜合性較強，涉及構(gòu)造原理、電離能與元素最外層電子數(shù)的關(guān)系、元素周期表、配合物、原子雜化方式等知識點，這些知識點都是考試熱點，根據(jù)價層電子對互斥理論、元素周期律、構(gòu)造原理等知識點來分析解答，有時物質(zhì)結(jié)構(gòu)的題還涉及晶胞的計算、等電子體等知識點，難點是配合物結(jié)構(gòu)的判斷，注意配合物中外界離子在水溶液里能發(fā)生電離，但內(nèi)界不能發(fā)生電離，為易錯點．