Question

[物質結構與性質]
（1）A、B、C為短周期元素，請根據下表信息回答問題．

元素	A	B	C
性質或結構信息	工業上通過分離液態空氣獲得其單質，單質能助燃	氣態氫化物的水溶液顯堿性	原子有三個電子層，簡單離子在本周期中半徑最小

①第一電離能：A

 

B（填“＞”、“＜”或“=”），基態C原子的電子排布式為

 

．
②B與C由共價鍵形成的某化合物BC最高可穩定到2200℃，晶體類型為

 

．
（2）發展煤的液化技術被納入“十二五”規劃，中科院山西煤化所有關煤液化技術的高效催化劑研發項目取得積極進展．已知：煤可以先轉化為一氧化碳和氫氣，再在催化劑作用下合成甲醇（CH₃OH），從而實現液化．
①某含銅的離子結構如圖所示，在該離子內部微粒間作用力的類型有

 

．
a．離子鍵    b．極性鍵     c．非極性鍵  d．配位鍵    e．范德華力   f．氫鍵） （填字母）
②煤液化獲得甲醇，再經催化氧化可得到重要工業原料甲醛（HCHO），甲醇的沸點64.96℃，甲醛的沸點-21℃，甲醇的沸點更高的原因是因為分子間存在著氫鍵，甲醛分子間沒有氫鍵，但是甲醇和甲醛均易溶于水，原因是它們均可以和水分子間形成氫鍵．請你說明甲醛分子間沒有氫鍵原因

 

；
③甲醇分子中進行sp³雜化的原子有

 

；甲醛與H₂發生加成反應，當生成1mol甲醇，斷裂σ鍵的數目為

 

．

Answer 1

分析：（1）工業上通過分離液態空氣獲得其單質，單質能助燃，則該物質為氧氣，故A為O元素；B的氣態氫化物的水溶液顯堿性，故B為N元素；C元素原子有三個電子層，則為第三周期元素，C的簡單離子在本周期中半徑最小，則C為Al元素；
①同周期中第VA族元素的第一電離能比ⅥA族元素的大；Al原子的核外有13個電子；
②根據共價鍵的穩定性判斷晶體類型；
（2）①根據含銅的離子的結構圖分析，Cu與N元素間形成配位鍵，C與N之間形成極性鍵，C與C之間形成非極性鍵；
②根據形成氫鍵的條件分析；
③利用甲醇中的成鍵來分析原子的雜化類型；利用判斷σ鍵的規律來分析σ鍵數目

解答：解：（1）工業上通過分離液態空氣獲得其單質，單質能助燃，則該物質為氧氣，故A為O元素；B的氣態氫化物的水溶液顯堿性，故B為N元素；C元素原子有三個電子層，則為第三周期元素，C的簡單離子在本周期中半徑最小，則C為Al元素；
①同周期中第VA族元素的第一電離能比VIA族元素的大，所以第一電離能：O＜N；Al原子的核外有13個電子，所以基態Al原子的電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p¹；
故答案為：＜；1s²2s²2p⁶3s²3p¹；
②N與Al由共價鍵形成的某化合物AlN最高可穩定到2200℃，則該晶體類型為原子晶體，
故答案為：原子晶體；
（2）①根據含銅的離子的結構圖分析可知，Cu與N元素間形成配位鍵，C與N之間形成極性鍵，C與C之間形成非極性鍵；
故答案為：b、c、d；
②電負性較強的元素如N、O、F與H形成共價鍵時，能形成氫鍵，而C的電負性較弱，與H形成共價鍵后，不能形成氫鍵，
故答案為：甲醛分子中氫原子與碳原子形成共價鍵，碳的電負性較小，不構成形成氫鍵的條件；
③甲醇分子中C原子形成4個單鍵，即C含有4個σ鍵電子對，所以是sp³雜化，甲醇中O含有2個4個σ鍵電子對和2個孤電子對，所以O原子為sp³雜化；甲醛中含有一個C=C，C=C由1個π鍵和1個σ鍵構成，所以甲醛與H₂發生加成反應，當生成1mol甲醇，斷裂σ鍵的數目為N_A，
故答案為：C、O； N_A．

點評：本題考查了元素的推斷，涉及第一電離能的比較、電子排布式、晶體的判斷、氫鍵、化學鍵的判斷等，考查的知識點較多，綜合性較強．