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

（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；

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/" N_A,M=