Question

【化学-选修3物质结构与性质】（15分）

  请回答以下问题：

    （1）第四周期的某主族元素，其第一至五电离能数据如下图1所示，则该元素对应原子的M层电子排布式为                    ．

    （2）如下图2所示，每条折线表示周期表ⅣA-ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是               ．简述你的判断依据                                 ．

（3）CO₂在高温高压下所形成的晶体其晶胞如下图3所示．该晶体的类型属于            （选填“分子”“原子”“离子”或“金属”）晶体，该晶体中碳原子轨道的杂化类型为                。

（4）在离子晶体中正、负离子间力求尽可能多的接触，以降低体系的能量，使晶体稳定存在。已知Na⁺半径是Cl^-的a倍，Cs⁺半径是Cl^-的b倍，请回顾课本上NaCl和CsCl的晶胞，其晶胞边长比为                  ．

  （5）Fe的一种晶体如甲、乙所示，若按甲虚线方向切乙得到的A-D图中正确的是       ．铁原子的配位数是      ，假设铁原子的半径是r cm，该晶体的密度是p g／cm³，则铁的相对原子质量为        （设阿伏加德罗常数的值为NA）。

、

Answer

（1）3s23p6

（2）SiH4；在ⅣA～ⅦA中的氢化物里，NH3、H2O、HF因分子间存在氢键，故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点，只有ⅣA族元素氢化物不存在反常现象；组成与结构相似，相对分子量越大，分子间作用力越大，沸点越高，a点所在折线对应的是气态氢化物SiH4

（3）原子；sp3杂化

（4）(1+b)：（1+a）

（5）A；8；

【解析】

试题分析：（1）该元素第三电离能远远大于第二电离能，说明该元素的原子价电子数为2，为Ca，M层电子排布式为：3s23p6

（2）在ⅣA～ⅦA中的氢化物里，NH3、H2O、HF因分子间存在氢键，故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点，只有ⅣA族元素氢化物不存在反常现象，第ⅣA族形成的氢化物分之间为范德华力，组成与结构相似，相对分子量越大，范德华力越大，沸点越高，所以a点所在折线对应的是气态氢化物SiH4。

（3）由CO2在高温高压下所形成的晶体图可以看出，其晶体结构为空间物质结构，每个C原子周围通过共价键连接4个O原子，所以该晶体为原子晶体，碳原子轨道的杂化类型为sp3杂化。

（4）设Cl‾半径为r，则Na+半径为ar，Cs+半径为br，NaCl晶胞边长为x，因为NaCl晶胞为面心立方结构，所以2x2=（2r+2ar）2，得r=（1+a）r；CsCl晶胞为体心李立方结构，所以y2+2y2=（2r+2br）2，可得y=2/(1+b)r，x：y=(1+b)：（1+a）

（5）甲中Fe位于顶点和体心，乙由8个甲组成，按甲虚线方向切乙形成的纵截面边长不相等，则排除B、D，由于每个小晶胞中的体心含有1个Fe原子，则应为A；由图甲可以看出，位于体心的铁原子周围距离最近的铁原子有8个，所以铁原子的配位数是8；设图甲晶胞的边长为acm，则a2+2 a2=（4r）2，得a=4/3r ，图甲晶胞的体积V=a3=64/9r3，根据均摊发可知甲中晶胞含Fe原子：8×1/8+1=2,设Fe的相对原子质量为M，则64/9r3•ρ=2M/ NA,M=

考点：考查物质结构与性质、晶体知识等内容。