Question

原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体．
Ⅰ．已知A、B、C、D和E五种分子所含原子的数目依次为1、2、3、6和6，且都含有18个电子，又知B、C和D是由两种元素的原子组成，且D分子中两种原子个数比为1：2．
请回答：
（1）组成A分子的原子的元素符号是

 

；已知E是有毒的有机物，E的熔、沸点比CH₄的熔、沸点高，其主要原因是

 

．
（2）C的立体结构呈

 

 形，该分子属于

 

分子（填“极性”或“非极性”）；
（3）火箭中可充入四氧化二氮和D作为燃料反应生成氮气和水，该反应的化学方程式为

 

．（不需要写反应条件）
Ⅱ．CO与N₂互为等电子体．
（4）CO的总键能大于N₂的总键能，但CO比N₂容易参加化学反应．
根据下表数据，说明CO比N₂活泼的原因是

 

．

		A-B	A=B	A≡B
CO	键能（kJ/mol）	357.7	798.9	1071.9
	键能差值（kJ/mol）	441.2            273
N2	键能（kJ/mol）	154.8	418.4	941.7
	键能差值（kJ/mol）	263.6            523.3

（5）它们的分子中都包含

 

个σ键，

 

个π键．
（6）Fe、Co、Ni等金属能与CO反应的原因与这些金属原子的电子层结构有关．
Ni原子的价电子排布式为

 

．Fe（CO）₅常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）₅晶体属于

 

（填晶体类型）；Fe（CO）₅是配合物，配体是

 

．

Answer 1

分析：（1）在18电子分子中，单原子分子A为Ar，B、C和D是由两种元素的原子组成，双原子分子B为HCl，三原子分子C为H₂S，六原子分子D为N₂H₄或CH₃OH，CH₃OH可形成O-H…O-氢键，使CH₃OH的熔、沸点升高，大于CH₄的熔、沸点，据此解答；
（2）H₂S分子呈V形，正电中心和负电中心不重合，是极性分子；
（3）四氧化二氮和肼反应生成氮气和水；
（4）根据表中数据进行比较；
（5）根据N₂分子的结构分析；
（6）先写出基态原子核外电子排布式，再写出价电子排布式；根据晶体的性质判断晶体的类型．

解答：解：（1）在18电子分子中，单原子分子A为Ar，B、C和D是由两种元素的原子组成，双原子分子B为HCl，三原子分子C为H₂S，六原子分子D为N₂H₄，且D分子中两种原子个数比为1：2，E为CH₃OH，分子间氢键能使熔沸点升高，故答案为：Ar；E是CH₃OH，CH₃OH形成分子间氢键；
（2C为H₂S，为V形分子，正负电荷的中心不重合，则为极性分子，故答案为：V形；极性分子；
（3）四氧化二氮和肼反应生成氮气和水，反应方程式为N₂O₄+2N₂H₄=3N₂+4H₂O，故答案为：N₂O₄+2N₂H₄=3N₂+4H₂O；
（4）CO中C≡O→C=O，放出：1071.9kJ?mol^-1-798.9kJ?mol^-1=273kJ?mol^-1，
N₂中N≡N→N=N，放出：941.7kJ?mol^-1-418.3kJ?mol^-1=523.4kJ?mol^-1，
由此可知反应中，CO中首先断裂的那个π键的键能比N₂的小很多，所以CO更容易发生反应，
故答案为：CO中第一个π键的键能比N₂的小很多，CO的第一个键容易断；
（5）据N₂分子的结构N≡N可知，分子中包含1个σ键、2个π键，故答案为：1；2；
（6）核外电子排布为[Ar]3d⁸4s²，则价电子排布式是3d⁸4s²，Fe（CO）₅常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，应是分子晶体具有的性质，该配合物中，配为体为CO，故答案为：3d⁸4s²；分子晶体；CO．

点评：本题考查较为综合，涉及电子排布式、晶体熔沸点的比较、配合物知识以及化学键等，题目难度较大，本题易错点为（6），注意晶体类型的判断．