Question

（12分）【選做題】本題包括A、B兩小題，請選定其中一小題，并在相應的答題區域內作答。若多做，則按A小題評分。
A．[物質結構與性質]
元素X基態原子的p電子比s電子少1個。元素Y基態原子的2p電子是2s電子的2倍。元素Z的一種單質為自然界硬度最大的物質。元素M位于第四周期，其基態原子失去3個電子后3d軌道半滿。
（1）X、Y、Z的基態原子，第一電離能由大到小的順序是         。
（2）X的氫化物易于液化，其原因是                         。
（3）X與M形成的一種化合物晶胞結構如圖所示。

①每個晶胞中M離子的數目為   ；
②該化合物的化學式為      。
（4）Y可形成單質Y₃
①Y₃分子的空間構型為          （用文字描述）。
②寫出一種與Y₃互為等電子體的分子的化學式：         。
（5）Y、Z的化合物ZY可與M的單質生成配合物M(ZY)₅，該配合物中σ鍵與π鍵的個數比為    。

Answer 1

（1）N＞O＞C （2分）（2）氨分子間形成氫鍵 （2分）（3）①4 ②Fe₄N （各1分）
（4）①V型（或折線型） （2分）②SO₂  （2分）（5）1∶1 （2分）

試題分析：元素X基態原子的p電子比s電子少1個，則電子排布為1s²2s²2p³，為N元素；元素Y基態原子的2p電子是2s電子的2倍，則2p軌道排布4個電子，為O元素；元素Z的一種單質為自然界硬度最大的物質，則元素Z為C元素；元素M位于第四周期，其基態原子失去3個電子后3d軌道半滿，則M基態原子3 d軌道排布6個電子，為Fe元素。
（1）N元素2p軌道排布3個電子，為穩定狀態，所以第一電離能由大到小順序為：N＞O＞C
（2）N原子半徑小，電負性大，氨分子間容易形成氫鍵，所以NH₃易液化。
（3）①M位于8個頂點和6個面心，根據均攤法，每個晶胞含Fe：8×1/8+6×1/2=4。
②N原子位于晶胞中心，含有1個N原子，所以化學式為：Fe₄N
（4）①O₃中心O原子形成了2個O-O鍵，含有2對孤對電子，為sp³雜化，所以空間構型為V型（或折線型）。
②含有原子數和價電子數相等的微粒為等電子體，與O₃互為等電子體的分子的化學式為SO₂
（5）配合物M(ZY)₅，為Fe(CO)₅，含有5個σ鍵和5個π鍵，所以該配合物中σ鍵與π鍵的個數比為1:1。