Question

H、C、N、O都属于自然界中常见的非金属元素。

（1）O、C、N三种元素的第一电离能最大的元素的基态原子价电子的轨道表达式(即电子排布图)为             ，p轨道按该排列的原理是               。

（2） O₂²⁺与N₂互为等电子体，则O₂²⁺中键数目和键数目之比为          。

（3）N元素常形成两种含氧酸，NO₂^-中N原子的杂化类型是           ；NO₂^-的空间构型是        ，硝酸沸点不高的原因可能是                  。(简答两条)

（4）Co²⁺在水溶液中以[Co(H₂O)₆]²⁺形式存在，向含Co²⁺的溶液中加入氨水，可生成[Co(NH₃)₆]²⁺，[Co(NH₃)₆]²⁺更稳定的原因是                 。

（5）C、N元素形成的新材料具有如图所示结构，该晶体硬度将超过目前世界上最硬的金刚石，则该晶体为___________晶体，若晶胞边长为acm，则该晶体的密度为             g/cm³(只需列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数的值为N_A)。

Answer

（1）；洪特规则；

（2）1:2 ；

（3）sp2；V形；HNO3是分子晶体，易形成分子内氢键；

（4）N的电负性小于O，更易提供孤对电子形成配位键；

（5）原子；92/a3NA

【解析】

试题分析：（1） 同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C；电离能最大的元素为N，基态原子价电子的轨道表达式为，p轨道按该排列的原理洪特规则，故答案为：；洪特规则；

（2） O22+与N2互为等电子体，则O22+中含有1个键和2个键，数目之比为1:2，故答案为：1:2；

（3） NO2-中N原子的价层电子对数=2+(5+1-2×2)=3，杂化类型是sp2，含有1个孤电子对，NO2-的空间构型是V型；HNO3是分子晶体，易形成分子内氢键，使沸点降低，故答案为：sp2；V形；HNO3是分子晶体，易形成分子内氢键；

（4） N的电负性小于O，更易提供孤对电子形成配位键，因此向含Co2+的溶液中加入氨水，可生成[Co(NH3)6]2+，故答案为：N的电负性小于O，更易提供孤对电子形成配位键；

（5）根据该晶体硬度超过目前世界上最硬的金刚石，可知该晶体为原子晶体；该晶体晶胞中含有C原子8×+4×=3，N原子数为4，化学式为C3N4，1mol晶体的质量为92g，1mol晶胞的体积为NA a3cm3，因此该晶体的密度为= g/cm3，故答案为：原子；。

考点：考查了晶胞的计算、核外电子的排布规律、价层电子对互斥理论、氢键的相关知识。