Question

14．碳、氮、氧是地球上含量丰富的元素．
（1）C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为N、O、C （用元素符号表示）．
（2）前四周期元素中，基态原子未成对电子数与氮相同的元素有4种．
（3）试判断NH₃溶于水后，形成NH₃•H₂O的合理结构B （填字母代号）．

（4）H₂O分子与H⁺结合的过程中未发生改变的是B （填序号）．
A．微粒的空间构型    B．氧原子的杂化方式    C．H-O-H的键角
（5）C₆₀晶体（其结构模型如图，图中○为C₆₀）中每个C₆₀分子周围与它距离最近且等距离的C₆₀分子有6个．
（6）（CN）₂的结构式为N≡C-C≡N，该分子中σ键和π键数目之比为3：4．

Answer 1

分析 （1）C、O、N元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能C＜O＜N，据此答题；
（2）基态原子氮有三个未成对的电子，根据原子核外电子排布可知，在前四周期中有三个未成对电子的原子有磷、砷、钒、钴四种元素，据此答题；
（3）氨水的电离生成NH₄⁺、OH^-，说明NH₃•H₂O 中O-H键发生断裂，来确定氨水的结构和成键情况；
（4）H₂O分子是V型，H₃O⁺是三角锥型，键角不同，二者O原子杂化轨道数目相同，都采取sp³杂化；
（5）根据晶胞的结构可知，以晶胞体心的分子为例，周围与它距离最近且等距离的C₆₀分子分布在晶胞六个面的面心上，据此答题；
（6）根据（CN）₂的结构式为N≡C-C≡N，单键中都是σ键，参键中有2个π键和1个σ键，据此答题；

解答 解：（1）C、O、N元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能C＜O＜N，
故答案为：N、O、C；
（2）基态原子氮有三个未成对的电子，根据原子核外电子排布可知，在前四周期中有三个未成对电子的原子有磷、砷、钒、钴四种元素，
故答案为：4；
（3）NH₃溶于水后，形成的NH₃•H₂O中，NH₃•H₂O的电离方程式为NH₃•H₂ONH₄⁺+OH^-，可知结构中含有铵根和氢氧根的基本结构，NH₃•H₂O的合理结构是B，
故答案为：B；
（4）H₂O分子是V型，H₃O⁺是三角锥型，键角不同，二者O原子杂化轨道数目相同，都采取sp³杂化，
故答案为：B；
（5）根据晶胞的结构可知，以晶胞体心的分子为例，周围与它距离最近且等距离的C₆₀分子分布在晶胞六个面的面心上，故有6个，
故答案为：6；
（6）根据（CN）₂的结构式为N≡C-C≡N，单键中都是σ键，参键中有2个π键和1个σ键，所以分子中σ键和π键数目之比为3：4，
故答案为：3：4．

点评 本题主要考查了第一电离能、原子结构、氢键、晶胞结构等知识，难度不大，都是对基础知识的考查．