Question

【題目】含鎂、氮、磷、砷等元素的化合物在化工生產(chǎn)、藥物化學(xué)及催化化學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。回答下列問題:

(1)下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個(gè)電子所需能量最大的是_____（填序號）。

A． B． C． D．

(2)晶格能又叫點(diǎn)陣能。它是1mol 離子化合物中的正、負(fù)離子從相互分離的氣態(tài)結(jié)合成離子晶體時(shí)所放出的能量。MgO 晶格能可通過如圖所示的Borm Haber循環(huán)計(jì)算得到。

Mg的第二電離能為______kJ·mol-1；MgO的晶格能為___________kJ·mol-1。

(3)乙二胺（H2NCH2CH2NH2） 是一種有機(jī)化合物，其中N原子的雜化類型是____，該有機(jī)化合物能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是______，其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是_______（填 “Mg2+ ”或“Cu2+” ）。

(4) PCl5是一種白色固體，加熱到160°C不經(jīng)過液態(tài)階段就變成蒸氣，測得180°C下的蒸氣密度（折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況）為9.3g·L-1，分子的極性為零，P-Cl鍵長為204pm和211pm兩種。在180°C下PCl5蒸氣中存在的分子形式為____（填化學(xué)式），分子的空間構(gòu)型為______，P、Cl的電負(fù)性由大到小順序?yàn)?/span>________。

(5)砷和銦組成的一種化合物屬于半導(dǎo)體材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知晶胞的參數(shù)為a pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體的密度為_____g. cm-3 （用含a和NA的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】C 1451 3845 sp3 乙二胺的兩個(gè)N原子提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵 Cu2+ PCl5 三角雙錐型 Cl>P

【解析】

(1)A．電離出1個(gè)電子，屬于Mg的第一電離能；

B．電離出1個(gè)電子，屬于Mg的第一電離能；

C． 電離出1個(gè)電子，屬于Mg的第二電離能，但s電子的能量低；

D．電離出1個(gè)電子，屬于Mg的第二電離能，但p軌道能量較高；

(2)Mg的第二電離能是將Mg+轉(zhuǎn)化為Mg2+時(shí)吸收的能量；MgO的晶格能為是Mg2+(g)與O2-(g)結(jié)合生成MgO(s)所釋放的能量。

(3)乙二胺（H2NCH2CH2NH2）是一種有機(jī)化合物，其中N原子的價(jià)層電子對數(shù)為4 ，由此得出雜化類型；該有機(jī)化合物能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，可從形成配位鍵的條件分析原因；與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的離子，可從離子半徑及空軌道進(jìn)行分析。

(4)利用M=ρVm進(jìn)行計(jì)算，可求出180°C時(shí)PCl5蒸氣中存在的分子形式，五個(gè)原子形成的非極性分子，分子的空間構(gòu)型為三角雙錐，P、Cl的電負(fù)性與非金屬性成正比。

(5)算出晶胞中所含的原子數(shù)，求出1個(gè)晶胞的質(zhì)量，除以體積即得該晶體的密度。

(1)A．電離出1個(gè)電子，屬于Mg的第一電離能；

B．電離出1個(gè)電子，屬于Mg的第一電離能；

C． 電離出1個(gè)電子，屬于Mg的第二電離能，但s電子的能量低，耗能多；

D．電離出1個(gè)電子，屬于Mg的第二電離能，但p軌道能量較高，耗能相對于C中要小；

故選C。答案為：C；

(2)Mg的第二電離能是將Mg+轉(zhuǎn)化為Mg2+時(shí)吸收的能量，從表中可提取出數(shù)據(jù)為1451 kJ·mol-1；MgO的晶格能為是Mg2+(g)與O2-(g)結(jié)合生成MgO(s)所釋放的能量，從表中可提取出數(shù)據(jù)為3845 kJ·mol-1。答案為：1451；3845；

(3)乙二胺（H2NCH2CH2NH2）是一種有機(jī)化合物，其中N原子的價(jià)層電子對數(shù)為4 ，由此得出雜化類型為sp3；該有機(jī)化合物能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是乙二胺的兩個(gè)N原子提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵；與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的離子Cu2+，因?yàn)?/span>Cu2+的半徑較大且含有的空軌道多于Mg2+。答案為：sp3；乙二胺的兩個(gè)N原子提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵；

(4)M=ρVm=9.3g·L-1×22.4L/mol=208g/mol，可求出180°C時(shí)PCl5蒸氣中存在的分子形式為PCl5，五個(gè)原子形成非極性分子，分子的空間構(gòu)型為三角雙錐；因?yàn)榉墙饘傩?/span>Cl>P ，所以P、Cl的電負(fù)性Cl>P。答案為：PCl5；三角雙錐型；Cl>P；

(5)晶胞中所含的In原子數(shù)為8×+6×=4，所含As原子數(shù)為4，則該晶體的密度為=。答案為：。