Question

异烟酸与Ag（I）及硅钨酸形成的配位聚合物可用于药物嵌入等领域．
I．异烟酸制抗结核病药物异烟肼的反应为（如图1）：

（1）异烟酸中氮原子的杂化轨道类型为

 

．
（2）该反应涉及第二周期元素的第一电离能从小到大的顺序为

 

（填元素符号）．
（3）对比异烟酸和异烟肼的结构，异烟酸发生反应断裂的共价键类型主要为

 

．
（4）异烟肼熔点较低（173℃），且易溶于水的原因是

 

．
Ⅱ．硅钨酸在600℃～650℃可分解生成SiO₂和WO₂，
其结构如图2．
（5）已知钨为第六周期ⅥB族元素，其基态原子的球形轨道中共有12个电子，则钨的基态原子价电子排布式为

 

．
（6）根据硅钨酸的结构推测，WO₃的结构式为

 

．

Answer 1

分析：（1）根据价层电子对互斥理论确定其杂化方式；
（2）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现增大的趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素；
（3）不同非金属元素之间易形成极性共价键；
（4）分子晶体的熔点较低，异烟肼与水分子间能形成氢键；
（5）钨为第六周期ⅥB族元素，W原子核外有74个电子，其基态原子的球形轨道中共有12个电子，说明s能级有12个电子，W位于第六周期第VIB族，则5d能级上含有4个电子，其5d、6s能级上电子为其价电子，根据构造原理书写钨的基态原子价电子排布式；
（6）根据硅钨酸的结构知，每个W原子能形成6个共价键．

解答：解：（1）异烟酸中氮原子含有2个σ键和一个孤电子对，所以N原子的杂化轨道类型为sp²，故答案为：sp²；
（2）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现增大的趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，所以第一电离能最大的是N元素，其次是O元素，C元素最小，故答案为：C＜O＜N；
（3）不同非金属元素之间易形成极性共价键，根据图知，异烟酸发生反应断裂的共价键类型主要为极性键，故答案为：极性键；
（4）分子晶体的熔点较低，异烟肼与水分子间能形成氢键，氢键的存在导致其溶解性增大，
故答案为：异烟肼为分子晶体，熔点较低，异烟肼和水分子之间存在氢键，导致异烟肼极易溶于水；
（5）钨为第六周期ⅥB族元素，W原子核外有74个电子，其基态原子的球形轨道中共有12个电子，说明s能级有12个电子，W位于第六周期第VIB族，则5d能级上含有4个电子，其5d、6s能级上电子为其价电子，根据构造原理知钨的基态原子价电子排布式为5d⁴6s²，故答案为：5d⁴6s²；
（6）根据硅钨酸的结构知，每个W原子能形成6个共价键，则三氧化钨的结构为，故答案为：．

点评：本题考查较综合，涉及结构式的判断、价电子排布式的书写、氢键等知识点，这些都是学习重点，易错点是同一周期第一电离能大小变化规律及异常现象，为易错点．