Question

【題目】硫酸銨[(NH4)2SO4]一種優良的氮肥(俗稱肥田粉)，適用于一般土壤和作物，能使枝葉生長旺盛，提高果實品質和產量，增強作物對災害的抵抗能力，可作基肥、追肥和種肥，與氫氧化鈣在加熱的條件下可以生成氨氣。根據所學知識回答下列問題：

（1）基態S原子的價電子排布式為____________，能量最高的電子所處的能層的符號為_________。

（2）SO42-空間構型為__________，中心原子的軌道雜化方式是________，寫出一個與SO42-互為等電子體的分子的化學式__________。

（3）氨氣的沸點(-33.5℃)高于硫化氫的沸點(-60.4℃)的主要原因是：_____________________________。

（4）O、N、S的第一電離能從大到小的順序是___________________。

（5）硫酸銅溶液中通入過量的氨氣會生成[Cu(NH3)4]SO4,1mol的[Cu(NH3)4]2+中σ鍵的個數為________。

（6）以四氯化鈦、碳化鈣、疊氮酸鹽作原料，可以生成碳氮化鈦化合物。其結構如下圖所示，這種碳氮化鈦化合物的化學式為________。若將該晶體的晶胞重新切割，使碳原子位于新晶胞的上下面心，則氮原子在新晶胞中的位置是__________________________________。

Answer 1

【答案】 3s23p4 M 正四面體 sp3 CCl4或SiF4等 均為分子晶體，而氨氣分子間有氫鍵，H2S分子間沒有氫鍵 N>O>S 16NA Ti4CN3 頂點和前后左右面心

【解析】試題分析：（1）基態S原子最外層有6個電子，排布在3s、3p能級上；離原子核越遠能量越高；（2）根據價電子對數判斷S原子軌道雜化方式；根據價電子理論判斷SO42-空間構型；等電子體是指具有相同價電子數目和原子數目的分子或離子；（3）氨氣分子間有氫鍵；（4）N原子2p軌道為半充滿狀態，所以第一電離能大于相鄰的O原子；同主族元素從上到下第一電離能逐漸減小，所以第一電離能O大于S原子；（5）Cu和N之間是配位鍵、N和H之間是共價鍵，單鍵都是σ鍵；（6）根據均攤法計算化學式；根據晶胞結構分析氮原子在新晶胞中的位置。

解析：（1）基態S原子最外層有6個電子，排布在3s、3p能級上，所以基態S原子的價電子排布式為3s23p4；離原子核越遠能量越高，能量最高的電子所處的能層是第三層，符號為M；（2）S原子的價電子對數是 ，孤對電子為0，所以SO42-空間構型正四面體； S原子軌道雜化方式為sp3；等電子體是指具有相同價電子數目和原子數目的分子或離子，所以與SO42-互為等電子體的分子的化學式是CCl4或SiF4；（3）氨氣分子間有氫鍵，H2S分子間沒有氫鍵，所以氨氣的沸點高于硫化氫的沸點；（4）N原子2p軌道為半充滿狀態，所以第一電離能大于相鄰的O原子，同主族元素從上到下第一電離能逐漸減小，所以第一電離能O大于S原子，所以O、N、S的第一電離能從大到小的順序是N>O>S；（5）Cu和N之間是配位鍵、N和H之間是共價鍵，單鍵都是σ鍵，所以1mol的[Cu(NH3)4]2+中σ鍵的個數為16 NA；（6）原子數是 、N原子數是 、C原子數是 ，化學式是Ti4CN3；根據晶胞結構，若碳原子位于新晶胞的上下面心，則氮原子在新晶胞中的位置是頂點和前后左右面心。