Question

【題目】B、N、Ti、Fe都是重要的材料元素，其單質及化合物在諸多領域中都有廣泛的應用。

（1）基態Fe2＋的電子排布式為_____；Ti原子核外共有________種運動狀態不同的電子。

（2）BH3分子與NH3分子的空間結構分別為_________；BH3與NH3反應生成的BH3·NH3分子中含有的化學鍵類型有_______，在BH3·NH3中B原子的雜化方式為________。

（3）N和P同主族。科學家目前合成了N4分子，該分子中N—N—N鍵的鍵角為________；N4分解后能產生N2并釋放出大量能量，推測其用途___________。(寫出一種即可)

（4）NH3與Cu2＋可形成[Cu(NH3)4]2＋配離子。已知NF3與NH3具有相同的空間構型，但NF3不易與Cu2＋形成配離子，其原因是____。

（5）納米TiO2是一種應用廣泛的催化劑，其催化的一個實例如圖所示。化合物乙的沸點明顯高于化合物甲，主要原因是______。化合物乙中采取sp3雜化的原子的第一電離能由大到小的順序為________。

Answer 1

【答案】1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 或[Ar]3d6 22 平面正三角形、三角錐形 共價鍵、配位鍵 sp3 60° 制造火箭推進劑或炸藥(其他合理答案均可) F 的電負性比 N 大，N—F 成鍵電子對偏向 F，導致 NF3 中氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強，難以形成配位鍵 化合物乙分子間存在氫鍵 N>O>C

【解析】

(1)鐵為26號元素，原子失去最外層4s能級2個電子，形成Fe2+，據此書寫核外電子排布式，核外的每個電子的運動狀態均不同；

(2)NH3分子中氮原子含有孤電子對，BF3分子中B元素不含孤電子對，導致其空間構型不同；根據價層電子對互斥理論確定BF3的分子空間構型；

(3)N4分子與P4結構相似，為正四面體構型，每個面均為正三角形；N4分解后能產生N2并釋放出大量能量，據此判斷用途；

(4)NF3中N-F成鍵電子對偏向于F原子，N原子上的孤對電子難與銅離子形成配離子；

(5)氫鍵的存在導致物質熔沸點升高；化合物乙中能形成sp3雜化的原子有C、N、O元素，同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，據此排序。

(1)鐵原子失去最外層4s能級2個電子，形成Fe2+，核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6；Ti元素原子核外有22個電子，所以原子中運動狀態不同的電子共有22種，故答案為：1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6；22；

(2)NH3分子中氮原子含有孤電子對，BF3分子中B元素不含孤電子對，BF3中B原子含有3個σ鍵且不含孤電子對，所以BF3為平面三角形構型，NH3中N原子含有3個σ鍵和1個孤電子對，所以NH3為三角錐構型；BF3NH3分子中含有的化學鍵類型有共價鍵、配位鍵；在BF3NH3中B原子的價層電子對數為4+0=4，雜化方式為sp3，故答案為：平面正三角形；三角錐型；共價鍵、配位鍵；sp3；

(3)N4分子中N原子形成3個σ鍵、含有1對孤對電子，雜化軌道數目為4，N原子采取sp3雜化，每個面為正三角形，N-N 鍵的鍵角為60°；N4分解后能產生N2并釋放出大量能量，可以制造火箭推進劑或炸藥，故答案為：60°；制造火箭推進劑或炸藥；

(4)F的電負性大于N元素，NF3中N-F成鍵電子對偏向于F原子，導致NF3中氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強，N原子上的孤對電子難與銅離子形成配離子，所以NF3不易與Cu2+形成配離子，故答案為：F的電負性比N大，N-F成鍵電子對偏向F，導致NF3中氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強，難以形成配位鍵；

(5)氫鍵的存在會導致物質熔沸點升高，乙中含有分子間氫鍵、甲不含氫鍵，所以化合物乙熔沸點高于甲；化合物乙中能形成sp3雜化的原子有C、N、O元素，同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以第一電離能N＞O＞C，故答案為：化合物乙分子間存在氫鍵；N＞O＞C。