Question

（12分）【选做题】本题包括A、B两小题，请选定其中一小题，并在相应的答题区域内作答。若多做，则按A小题评分。
A．[物质结构与性质]
元素X基态原子的p电子比s电子少1个。元素Y基态原子的2p电子是2s电子的2倍。元素Z的一种单质为自然界硬度最大的物质。元素M位于第四周期，其基态原子失去3个电子后3d轨道半满。
（1）X、Y、Z的基态原子，第一电离能由大到小的顺序是         。
（2）X的氢化物易于液化，其原因是                         。
（3）X与M形成的一种化合物晶胞结构如图所示。

①每个晶胞中M离子的数目为   ；
②该化合物的化学式为      。
（4）Y可形成单质Y₃
①Y₃分子的空间构型为          （用文字描述）。
②写出一种与Y₃互为等电子体的分子的化学式：         。
（5）Y、Z的化合物ZY可与M的单质生成配合物M(ZY)₅，该配合物中σ键与π键的个数比为    。

Answer 1

（1）N＞O＞C （2分）（2）氨分子间形成氢键 （2分）（3）①4 ②Fe₄N （各1分）
（4）①V型（或折线型） （2分）②SO₂  （2分）（5）1∶1 （2分）

试题分析：元素X基态原子的p电子比s电子少1个，则电子排布为1s²2s²2p³，为N元素；元素Y基态原子的2p电子是2s电子的2倍，则2p轨道排布4个电子，为O元素；元素Z的一种单质为自然界硬度最大的物质，则元素Z为C元素；元素M位于第四周期，其基态原子失去3个电子后3d轨道半满，则M基态原子3 d轨道排布6个电子，为Fe元素。
（1）N元素2p轨道排布3个电子，为稳定状态，所以第一电离能由大到小顺序为：N＞O＞C
（2）N原子半径小，电负性大，氨分子间容易形成氢键，所以NH₃易液化。
（3）①M位于8个顶点和6个面心，根据均摊法，每个晶胞含Fe：8×1/8+6×1/2=4。
②N原子位于晶胞中心，含有1个N原子，所以化学式为：Fe₄N
（4）①O₃中心O原子形成了2个O-O键，含有2对孤对电子，为sp³杂化，所以空间构型为V型（或折线型）。
②含有原子数和价电子数相等的微粒为等电子体，与O₃互为等电子体的分子的化学式为SO₂
（5）配合物M(ZY)₅，为Fe(CO)₅，含有5个σ键和5个π键，所以该配合物中σ键与π键的个数比为1:1。