Question

【题目】祖母绿被称为绿宝石之王，是国际珠宝世界公认的四大名贵宝石之一，其化学式为Be3Al2Si6O18。回答下列问题：

(1)基态Be原子的电子排布图为____________，基态Al原子核外电子占据________个轨道，其中能量最高能级的原子轨道的形状为__________。

(2)Al、Si、O的第一电离能由大到小的排序为____________________。

(3)SO3分子中硫原子的杂化类型是_____，SO3分子的空间构型是________。

(4)工业上，电解制取金属铝，不能用熔融的AlCl3，AlCl3的晶体类型是__________，将Be3Al2Si6O18写为氧化物的式子是_____________________。

(5)LiAlH4在有机合成中可将羧基还原成羟基。甲酸和乙醇的熔、沸点如图所示：

1mol甲酸分子中σ键与π键的比值为________________，甲酸和乙醇的熔点相差较大的主要原因是____________________________________________。

(6)碳化硅的晶体类型类似金刚石，晶胞结构如图所示。已知：碳化硅的晶体密度为ag/cm3，NA代表阿伏伽德罗常数的数值。该晶胞边长为_____________pm。

Answer 1

【答案】 7 哑铃（或纺锤）形 O＞Si＞Al sp2 平面正三角形 分子晶体 Al2O33BeO6SiO2（或3BeOAl2O36SiO2） 4:1 甲酸分子间氢键比乙醇分子间氢键强

【解析】

(1) Be为4号元素，Al为13号元素，结合电子排布式分析解答；

(2) 同一周期，从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素。同族元素，从上至下第一电离能逐渐减小，据此排序；

(3)根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=σ键个数+(a-xb)计算判断SO3分子中硫原子的杂化类型和空间构型；

(4) AlCl3为共价化合物，熔点较低；结合硅酸盐改为氧化物的方法改写；

(5)根据共价单键为σ键，共价双键中一个是σ键、一个是π键计算甲酸分子中σ键与π键数目之比；分子间形成氢键会导致物质熔沸点升高，甲酸中羧基上的两个O原子均可形成氢键，比乙醇分子间氢键强；

(6)根据均摊法计算碳化硅晶胞中Si原子和C原子个数，求出晶胞的质量，在根据晶体密度计算晶胞边长。

(1) Be为4号元素，基态Be原子的电子排布图为，Al为13号元素，基态Al原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，占据7个轨道，其中能量最高能级的原子轨道为3p，形状为哑铃(或纺锤)形，故答案为：；7；哑铃(或纺锤)形；

(2) 同一周期，从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素。同族元素，从上至下第一电离能逐渐减小，Al、Si、O的第一电离能由大到小的排序为O＞Si＞Al，故答案为：O＞Si＞Al；

(3)SO3分子中硫原子的价层电子对数=3+=3，杂化类型为sp2杂化，SO3分子的空间构型是平面正三角形，故答案为：sp2；平面正三角形；

(4)工业上，电解制取金属铝，不能用熔融的AlCl3，是因为AlCl3为共价化合物，熔融状态不能导电，AlCl3的熔点较低，属于分子晶体；将Be3Al2Si6O18写为氧化物的式子为Al2O33BeO6SiO2(或3BeOAl2O36SiO2)，故答案为：分子晶体；Al2O33BeO6SiO2(或3BeOAl2O36SiO2)；

(5)甲酸的结构简式为HCOOH，分子中共价单键为σ键，共价双键中一个是σ键、一个是π键，所以甲酸分子中σ键与π键数目之比=4∶1；分子间形成氢键会导致物质熔沸点升高，甲酸中羧基上的两个O原子均可形成氢键，比乙醇分子间氢键强，所以甲酸熔沸点高于乙醇，故答案为：4∶1；甲酸分子间氢键比乙醇分子间氢键强；

(6)碳化硅晶胞中Si原子个数=8×+6×=4，C原子个数为4，晶胞的质量为g，晶体密度为ag/cm3，则晶胞边长==cm= pm，故答案为：。