Question

【化學(xué)-選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（15分）
請(qǐng)回答以下問題：
（1）第四周期的某主族元素，其第一至五電離能數(shù)據(jù)如下圖1所示，則該元素對(duì)應(yīng)原子的M層電子排布式為                   ．
（2）如下圖2所示，每條折線表示周期表ⅣA-ⅦA中的某一族元素氫化物的沸點(diǎn)變化。每個(gè)小黑點(diǎn)代表一種氫化物，其中a點(diǎn)代表的是              ．簡述你的判斷依據(jù)                                ．
（3）CO₂在高溫高壓下所形成的晶體其晶胞如下圖3所示．該晶體的類型屬于            （選填“分子”“原子”“離子”或“金屬”）晶體，該晶體中碳原子軌道的雜化類型為               。

（4）在離子晶體中正、負(fù)離子間力求盡可能多的接觸，以降低體系的能量，使晶體穩(wěn)定存在。已知Na⁺半徑是Cl^-的a倍，Cs⁺半徑是Cl^-的b倍，請(qǐng)回顧課本上NaCl和CsCl的晶胞，其晶胞邊長比為                 ．
（5）Fe的一種晶體如甲、乙所示，若按甲虛線方向切乙得到的A-D圖中正確的是      ．鐵原子的配位數(shù)是     ，假設(shè)鐵原子的半徑是r cm，該晶體的密度是p g／cm³，則鐵的相對(duì)原子質(zhì)量為       （設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA）。
、

Answer 1

（1）3s²3p⁶
（2）SiH₄；在ⅣA～ⅦA中的氫化物里，NH₃、H₂O、HF因分子間存在氫鍵，故沸點(diǎn)高于同主族相鄰元素氫化物的沸點(diǎn)，只有ⅣA族元素氫化物不存在反常現(xiàn)象；組成與結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子量越大，分子間作用力越大，沸點(diǎn)越高，a點(diǎn)所在折線對(duì)應(yīng)的是氣態(tài)氫化物SiH₄
（3）原子；sp³雜化
（4）(1+b)：（1+a）
（5）A；8；

試題分析：（1）該元素第三電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第二電離能，說明該元素的原子價(jià)電子數(shù)為2，為Ca，M層電子排布式為：3s²3p⁶
（2）在ⅣA～ⅦA中的氫化物里，NH₃、H₂O、HF因分子間存在氫鍵，故沸點(diǎn)高于同主族相鄰元素氫化物的沸點(diǎn)，只有ⅣA族元素氫化物不存在反常現(xiàn)象，第ⅣA族形成的氫化物分之間為范德華力，組成與結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子量越大，范德華力越大，沸點(diǎn)越高，所以a點(diǎn)所在折線對(duì)應(yīng)的是氣態(tài)氫化物SiH₄。
（3）由CO₂在高溫高壓下所形成的晶體圖可以看出，其晶體結(jié)構(gòu)為空間物質(zhì)結(jié)構(gòu)，每個(gè)C原子周圍通過共價(jià)鍵連接4個(gè)O原子，所以該晶體為原子晶體，碳原子軌道的雜化類型為sp³雜化。
（4）設(shè)Cl?半徑為r，則Na⁺半徑為ar，Cs⁺半徑為br，NaCl晶胞邊長為x，因?yàn)镹aCl晶胞為面心立方結(jié)構(gòu)，所以2x²=（2r+2ar）²，得r=（1+a）r；CsCl晶胞為體心李立方結(jié)構(gòu)，所以y²+2y²=（2r+2br）²，可得y=2/(1+b)r，x：y=(1+b)：（1+a）
（5）甲中Fe位于頂點(diǎn)和體心，乙由8個(gè)甲組成，按甲虛線方向切乙形成的縱截面邊長不相等，則排除B、D，由于每個(gè)小晶胞中的體心含有1個(gè)Fe原子，則應(yīng)為A；由圖甲可以看出，位于體心的鐵原子周圍距離最近的鐵原子有8個(gè)，所以鐵原子的配位數(shù)是8；設(shè)圖甲晶胞的邊長為acm，則a²+2 a²=（4r）²，得a=4/3r ，圖甲晶胞的體積V=a³=64/9r³，根據(jù)均攤發(fā)可知甲中晶胞含F(xiàn)e原子：8×1/8+1=2,設(shè)Fe的相對(duì)原子質(zhì)量為M，則64/9r³?ρ="2M/" N_A,M=