Question

【化学——选修3：物质结构与性质】(15分)

（1）纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热，可用作燃料。已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：

电离能(kJ/mol)	I1	I2	I3	I4
A	932	1821	15390	21771
B	738	1451	7733	10540

①某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图所示，该同学所画的电子排布图违背了 ，B元素位于周期表五个区域中的 区。

②ACl2分子中A的杂化类型为 ，ACl2的空间构型为 。

（2）Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。

①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是 。

②六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4—中不存在 。

A.共价键

B.非极性键

C.配位键

D.σ键

E.π键

③写出一种与 CN—互为等电子体的单质分子式 。

（3）一种Al－Fe合金的立体晶胞如下图所示。请据此回答下列问题：

①确定该合金的化学式 。

②若晶体的密度＝ρ g/cm3，则此合金中最近的两个Fe原子之间的距离(用含ρ的代数式表示，不必化简)为 cm。

Answer 1

(1) ①能量最低规则 （2分）；s （2分）

②sp杂化 （1分）；直线型 （1分）

(2) ①具有孤电子对（1分）

②B （2分）

③N2 （1分）

(3) ①Fe2Al （2分）

②（3分）

【解析】

试题分析：（1）①根据能量最低原理，电子总是优先占据能量低的轨道，而该同学所画的电子排布图中3s轨道未排满就去排布3p轨道，所以违背了能量最低原理；根据B的电离能的数据可知，B元素是+2价金属，所以属于第二主族元素，位于元素周期表的s区，为Mg元素；

②根据表中数据可知A也是第二主族元素，因为A、B都是短周期元素，B是Mg，则A只能是Be元素，在BeCl2中，Be的价层电子对数是2+1/1(2-2)=2,所以Be原子是sp杂化；分子为直线型分子；

（2）①根据配合物的定义判断，一方提供空轨道，另一方提供孤电子对，Fe原子提供空轨道，所以与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是具有孤电子对；

②六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4—中，C与N原子之间是极性共价三键，所以存在σ键 和π键，CN与Fe原子之间是配位键，但不存在非极性键，所以答案选B；

③CN—中含有2个原子、10个价电子，所以与其互为等电子体的单质中含有2个原子、10个价电子，该分子式是N2；

（3）①根据均摊法，该晶胞中Fe原子的个数是8×1/8+6×1/2+12×1/4+1=8，Al原子全部位于体内，共4个Al原子，所以该晶胞中Fe与Al的原子个数比是2:1，其化学式是Fe2Al；

②此合金中最近的两个Fe原子之间的距离为晶胞棱长的一半，设晶胞的棱长为xcm，则4×139/NA/a3=ρ ，所以

a=，则此合金中最近的两个Fe原子之间的距离为a/2=。

考点：考查物质的结构与性质的应用