Question

【題目】Li、Na、Mg、C、N、O、S等元素的研究一直在進行中，其單質及化合物在諸多領域都有廣泛的應用。回答下列問題：

（1）鈉在火焰上灼燒的黃光是一種_____（填字母）

A．吸收光譜；B．發射光譜。

（2）H2S的VSEPR模型為________，其分子的空間構型為________；結合等電子體的知識判斷離子N3–的空間構型為________。

（3）Li2O是離子晶體，其晶格能可通過下圖的Born-Haber循環計算得到。

可知Li2O晶格能為______kJ·mol-1。

（4）N、O、Mg元素的前3級電離能如下表所示：

X、Y、Z中為N元素的是______，判斷理由是_____________________________。

（5）N5–為平面正五邊形，科學家預測將來會制出含N4–、N6–等平面環狀結構離子的鹽，這一類離子中都存在大π鍵，可用符號 表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數，n代表參與形成大π鍵的電子數（如苯分子中的大π鍵可表示為），則N4–離子中的大π鍵應表示為_________。

Answer 1

【答案】B 正四面體型 V型 直線型 2908 Z X最外層為2個電子，為Mg；N與O相比，2p軌道處于半充滿的穩定結構，故失去第一個電子較難，I1較大，則Z是N元素

【解析】

根據焰色反應原理分析解答；根據價層電子對互斥模型分析分子的空間結構；根據晶格能及電離能的概念計算晶格能及分析元素的種類；根據大π鍵的結構特點表示相應的大π鍵。

（1）焰色反應是某些金屬或它們的揮發性化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現特征的顏色的反應。有些金屬或它們的化合物在灼燒時能使火焰呈特殊顏色，這是因為這些金屬元素的原子在接受火焰提供的能量時，其基態原子的電子將會被激發到能量較高的激發態。處于激發態的電子不穩定，又要躍遷到能量較低的激發態乃至基態，不同元素原子的外層電子具有著不同能量的基態和激發態，在這個過程中就會產生不同的波長的電磁波，如果這種電磁波的波長是在可見光波長范圍內，就會在火焰中觀察到這種元素的特征顏色。利用元素的這一性質就可以檢驗一些金屬或金屬化合物的存在，這就是物質檢驗中的焰色反應。所以它利用的是原子發射光譜，而不是原子原子吸收光譜，故答案為：B；

（2）H2S的中心原子S的價層電子對數為，所以VSEPR模型為正四面體；S原子有兩對孤電子對，所以其分子的空間構型為 V型；N3–與CO2分子具有相同的原子總數及價電子總數，所以互為等電子體，空間構型相同，都為直線型；

（3）晶格能是指氣態離子形成1mol離子晶體釋放的能量，根據圖示分析可知Li2O晶格能為2908kJ·mol-1；

（4）X的I3比I2大許多，說明X原子最外層電子數為2，則X為Mg；N原子外圍電子排布式為2s22p3，N與O相比，2p軌道處于半充滿的穩定結構，故失去第一個電子較難，I1較大，則Z是N元素；

（5）N4–為平面正四邊形，有4個原子形成大π鍵，每個N原子提供1個電子，加上一個負電荷一共5個電子形成大π，所以大π鍵應表示為。