Question

【題目】含鎂、氮、磷、砷等元素的化合物在化工生產、藥物化學及催化化學等領域應用廣泛。回答下列問題:

(1)下列狀態的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是_____（填序號）。

A． B． C． D．

(2)晶格能又叫點陣能。它是1mol 離子化合物中的正、負離子從相互分離的氣態結合成離子晶體時所放出的能量。MgO 晶格能可通過如圖所示的Borm Haber循環計算得到。

Mg的第二電離能為______kJ·mol-1；MgO的晶格能為___________kJ·mol-1。

(3)乙二胺（H2NCH2CH2NH2） 是一種有機化合物，其中N原子的雜化類型是____，該有機化合物能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩定環狀離子，其原因是______，其中與乙二胺形成的化合物穩定性相對較高的是_______（填 “Mg2+ ”或“Cu2+” ）。

(4) PCl5是一種白色固體，加熱到160°C不經過液態階段就變成蒸氣，測得180°C下的蒸氣密度（折合成標準狀況）為9.3g·L-1，分子的極性為零，P-Cl鍵長為204pm和211pm兩種。在180°C下PCl5蒸氣中存在的分子形式為____（填化學式），分子的空間構型為______，P、Cl的電負性由大到小順序為________。

(5)砷和銦組成的一種化合物屬于半導體材料，其晶胞結構如圖所示。已知晶胞的參數為a pm，阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶體的密度為_____g. cm-3 （用含a和NA的代數式表示）。

Answer 1

【答案】C 1451 3845 sp3 乙二胺的兩個N原子提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵 Cu2+ PCl5 三角雙錐型 Cl>P

【解析】

(1)A．電離出1個電子，屬于Mg的第一電離能；

B．電離出1個電子，屬于Mg的第一電離能；

C． 電離出1個電子，屬于Mg的第二電離能，但s電子的能量低；

D．電離出1個電子，屬于Mg的第二電離能，但p軌道能量較高；

(2)Mg的第二電離能是將Mg+轉化為Mg2+時吸收的能量；MgO的晶格能為是Mg2+(g)與O2-(g)結合生成MgO(s)所釋放的能量。

(3)乙二胺（H2NCH2CH2NH2）是一種有機化合物，其中N原子的價層電子對數為4 ，由此得出雜化類型；該有機化合物能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩定環狀離子，可從形成配位鍵的條件分析原因；與乙二胺形成的化合物穩定性相對較高的離子，可從離子半徑及空軌道進行分析。

(4)利用M=ρVm進行計算，可求出180°C時PCl5蒸氣中存在的分子形式，五個原子形成的非極性分子，分子的空間構型為三角雙錐，P、Cl的電負性與非金屬性成正比。

(5)算出晶胞中所含的原子數，求出1個晶胞的質量，除以體積即得該晶體的密度。

(1)A．電離出1個電子，屬于Mg的第一電離能；

B．電離出1個電子，屬于Mg的第一電離能；

C． 電離出1個電子，屬于Mg的第二電離能，但s電子的能量低，耗能多；

D．電離出1個電子，屬于Mg的第二電離能，但p軌道能量較高，耗能相對于C中要小；

故選C。答案為：C；

(2)Mg的第二電離能是將Mg+轉化為Mg2+時吸收的能量，從表中可提取出數據為1451 kJ·mol-1；MgO的晶格能為是Mg2+(g)與O2-(g)結合生成MgO(s)所釋放的能量，從表中可提取出數據為3845 kJ·mol-1。答案為：1451；3845；

(3)乙二胺（H2NCH2CH2NH2）是一種有機化合物，其中N原子的價層電子對數為4 ，由此得出雜化類型為sp3；該有機化合物能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩定環狀離子，其原因是乙二胺的兩個N原子提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵；與乙二胺形成的化合物穩定性相對較高的離子Cu2+，因為Cu2+的半徑較大且含有的空軌道多于Mg2+。答案為：sp3；乙二胺的兩個N原子提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵；

(4)M=ρVm=9.3g·L-1×22.4L/mol=208g/mol，可求出180°C時PCl5蒸氣中存在的分子形式為PCl5，五個原子形成非極性分子，分子的空間構型為三角雙錐；因為非金屬性Cl>P ，所以P、Cl的電負性Cl>P。答案為：PCl5；三角雙錐型；Cl>P；

(5)晶胞中所含的In原子數為8×+6×=4，所含As原子數為4，則該晶體的密度為=。答案為：。