Question

【化学——选修3 物质结构基础】（15分）

氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类仅次于碳元素。

（1）氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为                 ，氧元素与氟元素能形成OF₂分子，该分子的空间构型为                      。

（2）根据等电子原理，判断NO₂⁺离子中，氮原子轨道的杂化类型为             ，1mol NO₂⁺所含 键的数目为                       。

（3）氧元素与过渡元素可以形成多种价态的金属氧化物。如铬可生成Cr₂O₃、CrO₃等，试写出Cr³⁺核外电子排式                        。

（4）钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体，其结构如图所示：由 此可判  断该钙的氧化物的化学式为                 。

已知晶胞边长为540pm，则该氧化物的密度是                     g·cm^－3

Answer

（15分）（ 每空2分，最后一空3分）

（1） F>N>O V形

（2）sp 2NA

（3） 1s22s22p63s23p63d3或[Ar] 3d3

（4） CaO2 3.04g/cm3 （3分）

【解析】

试题分析：（1）根据第一电离能的判断，同周期中岁核电荷数的增加第一电离能逐渐增大，但N的2p轨道是半充满状态，为稳定结构，所以N的第一电离能大于O，所以三者的第一电离能的顺序是F>N>O；OF2分子的中心原子是O，则O的价层电子对数是2+1/2(6-2)=4,有2对孤对电子，所以分子 的空间构型是V型；

（2）NO2+离子中，N的价层电子对数是2+1/2(5-1-4)=2,所以N是sp杂化；它与二氧化碳是等电子体，二氧化碳中含有2个键，所以1mol NO2+离子中的键的数目是2NA；

（3）Cr是24号元素，Cr3+核外有21个电子，根据电子的排布原理，则核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3

（4）根据晶胞结构图可知，Ca的个数是8×1/8+6×1/2=4，而O原子的个数是12×1/4×2+2=8，则Ca与O的原子个数比是4:8=1:2，所以该钙的氧化物的化学式为CaO2；根据上述计算，该晶胞的质量是4×（40+32）/NAg=288/NAg，1pm=10-10cm，则晶胞的体积是（540×10-10）3cm3=5.43×10-24 cm3，所以晶胞的密度=288/6.02×1023/5.43×10-24=3.04 g/cm3

考点：考查第一电离能的判断，核外电子排布式的书写，轨道杂化类型的判断，晶胞的计算