Question

早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu.Fe三种金属元素组成，回答下列问题：

（1）①铜元素位于周期表中_____区。Cu²⁺离子的价层轨道表示式为____。

②锰、铁、钴三种元素的逐级电离能如下表：

电离能/KJ/mol	I1	I2	I 3	I4
Mn	717.3	1509.0	3248	4940
Fe	762.5	1561.9	2957	5290
Co	760.4	1648	3232	4950

铁元素的第三电离能明显低于锰元素和钴元素，其原因是____。

③实验室可用赤血盐K₃[Fe(CN)₆]检验Fe²⁺离子，在赤血盐中铁元素的化合价为____，中心离子的配位数为______。

（2）利用反应：X+C₂H₂+NH₃→Cu₂C₂+NH₄Cl(未配平)可检验乙炔。

①化合物X晶胞结构如图，据此可知X的化学式为_______。

②乙炔分子中σ键与π键数目之比为______，碳原子的杂化方式为_______；NH₄⁺空间构型为______（用文字描述）。

（3）①下列三种化合物a．AlCl₃  b．NaCl  c．Al₂O₃沸点由高到低依次是_______（填编号），其原因是____________。

②Al单质中原子采取面心立方最密堆积，其晶胞边长为0.405nm，列式表示Al单质的密度_______g/cm³（不必计算出结果）。

Answer

ds Co的核电荷数多于Fe，电子离开时克服的引力较大，所以Co的第三电离能比Fe大。Mn2+是半充满结构（3d5），再电离一个电子所需的能量较高，所以Mn的第三电离能也比Fe大 +3 6 CuCl 3:2 sp杂化 正四面体 cba AlCl3是分子晶体．沸点最低，NaCl和Al2O3是离子晶体，Al2O3的构成离子半径小，电荷高，晶格能大，沸点最高

【解析】本题考查选修三《物质结构与性质》，（1）①铜原子价电子排布式为3d104s1，位于ds区，Cu2＋是Cu原子失去2个电子，即价电子轨道式为；②Fe价电子排布式为3d64s2，Mn的价电子排布式为3d54s2，Co价电子排布式为3d74s2， Co的核电荷数多于Fe，电子离开时克服的引力较大，所以Co的第三电离能比Fe大，Mn2＋是半充满结构（3d5），再电离一个电子所需的能量较高，所以Mn的第三电离能也比Fe大；③K显＋1价，CN显－1价，整个化合价代数为0，因此Fe的价态是＋3价，CN－是Fe的配离子，因此中心离子的配位数为6；（2）①Cu位于顶点和面心，个数为8×1/8＋6×1/2=4，Cl位于晶胞内部，有4个，因此化学式为CuCl；②乙炔结构简式为：，成键原子键只能有1个σ键，碳碳叁键中有2个π键，因此1mol乙炔中σ键和π键的比值为3：2；碳有

2个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp；NH4＋中N有4σ键，无孤电子对，即杂化类型为sp3，空间构型为正四面体；（3）AlCl3属于分子晶体，NaCl和Al2O3属于离子晶体，一般分子晶体的熔沸点小于离子晶体，即氯化铝最低，离子晶体熔沸点与晶格能有关，所带电荷数越多、半径越小，晶格能越强，熔沸点越高，Al2O3的构成离子半径小，电荷数多，晶格能大，沸点最高，顺序是Al2O3>NaCl>AlCl3；②晶胞中Al的个数为8×1/8＋6×1/2=4，则晶胞的质量为4×27/NAg，晶胞的体积为(0.405×10－7)3cm3，根据密度的定义，则密度为。

点睛：本题注意洪特规则，能级上的电子处于半满、全满、全空，相对稳定，失去电子较难，Mn2＋失去电子比Fe2＋难，杂化类型的判断：杂化轨道数等于价层电子对数，需要判断价层电子对数，如果是有机物，碳原子没有孤电子对，只要判断σ键即可，难点是晶胞计算，首先确认晶胞的质量，利用N×M/NA，然后求出晶胞的体积，注意单位的换算，最后利用密度的定义即可。