Question

【题目】呋喃()和吡咯()是较常见的杂环化合物呋喃通过下列反应可转化为吡咯：

回答下列问题：

(1)呋喃和吡咯所含元素中：电负性最大的是___________(填元素符号)，第一电离能最大的元素的基态原子电子排布图是______________________。

(2)呋喃分子中，碳原子的杂化方式是___________，1mol吡咯分子中含________molσ键。

(3)NH3与H2O可与Zn2+形成配合物[Zn(NH3)3(H2O)]2+。与Zn2+形成配位键的原子是___________(填元素符号)；H2O的空间构型为___________；写出一种与NH3互为等电子体的阳离子：___________(填化学式)。

(4)NH3的相对分子质量比N2O的小，但其沸点却比N2O的高，其主要原因是___________。

(5)ZnO晶体随着环境条件的改变能形成不同结构的晶体，其中一种的晶胞结构如图所示，已知该ZnO晶体密度为ag·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数。则该晶体中与Zn2+等距离且最近的Zn2+共有___________个，该ZnO晶胞中相邻两个O2－之间的距离为___________nm。

Answer 1

【答案】O sp2 10 N、O V型 H3O+ NH3分子间存在氢键 12 ××107

【解析】

(1)同周期自左向右电负性增大，同主族自上而下电负性逐渐降低，非金属性越强电负性越强；同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，同主族自上而下第一电离能逐渐减小，以此分析；

(2) 呋喃()分子中，C形成2个双键，则碳原子的杂化方式是sp2；单键均为σ键，双键中有1个σ键，则1mol吡咯()分子中含10molσ键；

(3)与Zn2+形成配位键的原子应该有孤对电子，O、N上有孤对电子；因为水是sp3杂化，所以是正四面体结构，但由于O原子有两对孤对电子，所以结构为V型或角型；NH3含4个原子、8个价电子，与NH3互为等电子体的阳离子是：H3O+；

（4）氢键使物质的熔沸点升高；

（5）由题给图示可知，正六面体的体心和每个棱的中间各有一个Zn2+。若选体心的Zn2+为研究对象，则与体心的Zn2+等距离且最近的Zn2+为棱的中间的Zn2+，共有12个；

利用“均摊法”，可知一个晶胞含有Zn2+和O2－均为4，根据=计算。

(1) 同周期自左向右电负性增大，同主族自上而下电负性逐渐降低，非金属性越强电负性越强；同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，同主族自上而下第一电离能逐渐减小，呋喃和吡咯所含元素中含有C、H、O、N四种元素，其中电负性最大的是O，第一电离能最大的元素是N，N的基态原子电子排布图是；

故答案为：O；；

(2) 呋喃()分子中，C形成2个双键，则碳原子的杂化方式是sp2；单键均为σ键，双键中有1个σ键，则1mol吡咯()分子中含10molσ键；

故答案为：sp2；10；

(3)与Zn2+形成配位键的原子应该有孤对电子，O、N上有孤对电子；

因为水是sp3杂化，所以是正四面体结构，但由于O原子有两对孤对电子，所以结构为V型或角型；

NH3含4个原子、8个价电子，与NH3互为等电子体的阳离子是：H3O+；

故答案为：N、O；V型；H3O+；

(4) 氨气分子间存在氢键，氢键使物质的熔沸点升高，N2O分子间只有范德华力，氢键的作用力大于范德华力；
故答案为：NH3分子间存在氢键；

(5)由题给图示可知，正六面体的体心和每个棱的中间各有一个Zn2+。若选体心的Zn2+为研究对象，则与体心的Zn2+等距离且最近的Zn2+为棱的中间的Zn2+，共有12个；

利用“均摊法”，可知一个晶胞含有Zn2+和O2－均为4。一个晶胞的质量：m(晶胞)=×4g，

一个晶胞的体积：V(晶胞)===cm3。则晶胞棱长=cm，

晶胞中相邻两个O2－之间的距离为面对角线的一半，即×cm=××107nm。

故答案为：12；××107。