Question

11．卤族元素的单质和化合物很多，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们．
（1）卤族元素位于周期表的p区；溴的价电子排布式为4s²4p⁵．
（2）请根据下表提供的第一电离能数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是碘．

	氟	氯	溴	碘	铍
第一电离能 （kJ/mol）	1681	1251	1140	1008	900

（3）已知高碘酸有两种形式，分别为H₅IO₆（ ）和HIO₄，前者为五元酸，后者为一元酸．请比较二者酸性强弱：H₅IO₆＜HIO₄．（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）与KI₃类似的，还有CsICl₂等．已知CsICl₂不稳定，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质，则它按下列A式发生．
A．CsICl₂=CsCl+ICl
B．CsICl₂=CsI+Cl₂
（5）已知ClO₂^-为角型，中心氯原子周围有四对价层电子．ClO₂^-中心氯原子的杂化轨道类型为sp³，与ClO₂^-互为等电子体的微粒是Cl₂O．（任写一个）
（6）图1为碘晶体晶胞结构．有关说法中正确的是AD．
A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同
的碘分子以4配位数交替配位形成层结构
B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子
C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体
D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力
（7）已知CaF₂晶体（见图2）的密度为ρg/cm³，N_A为阿伏加德罗常数，相邻的两个Ca²⁺的核间距为a cm，则CaF₂的相对分子质量可以表示为$\frac{\sqrt{2}}{2}$ρN_Aa³．

Answer 1

分析 （1）根据基态原子核外电子排布式中最后填充电子的能级确定，溴是35号元素，处于第四周期ⅦA族；
（2）第一电离能是指原子失去一个电子所需的能量，第一电离能越小，就越容易失去一个电子；
（3）含氧酸中，含非羟基氧原子个数越多，酸性越强（或者同种元素含氧酸中心元素化合价越高，酸性越强）；
（4）在离子晶体中离子半径越小、离子所带电荷越高，晶格能越大；
（5）已知ClO₂^-为角型，中心氯原子周围有四对价层电子，则Cl原子杂化轨道数目为4；原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体；
（6）碘为分子晶体，晶胞中碘分子的排列有2种不同的取向，在顶点和面心不同，层内以4配位数交替配位形成层结构，分子内I原子之间形成非极性键，而分子之间为范德华力，根据均摊法计算晶胞中I原子数目；
（7）根据均摊法可知晶胞中红色球数目为4、黄色球数目为8，结合化学式可知红色球为Ca²⁺、黄色球为F^-，假设CaF₂的相对分子质量为M，表示出晶胞质量，两个离得最近的钙离子是位于顶点和面心上的，则晶胞面对角线长度为2a c，故晶胞棱长为2a cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=$\sqrt{2}a$ cm，再结合m=ρV计算．

解答 解：（1）卤族元素位于周期表中ⅦA族，外围电子排布式为ns²np⁵，电子最后填充p能级，属于p区元素，溴处于第四周期ⅦA族，价电子排布式为4s²4p⁵，
故答案为：p；4s²4p⁵；
（2）碘的第一电离能越小，碘更容易形成较稳定的单核阳离子，
故答案为：碘；
（3）H₅IO₆（）中含有5个羟基氢，为五元酸，含非羟基氧原子1个，HIO₄为一元酸，含有1个羟基氢，含非羟基氧原子3个，所以酸性：H₅IO₆＜HIO₄，
故答案为：＜；
（4）CsICl₂不稳定，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质，由于氯离子的半径小于碘离子，所以CsCl的晶格能大于CsI的晶格能，按反应CsICl₂=CsCl+ICl进行，
故选：A；
（5）已知ClO₂^-为角型，中心氯原子周围有四对价层电子，则Cl原子杂化轨道数目为4，属于sp³杂化；等电子体具有相同的电子数目和原子数目的微粒，与ClO₂^-互为等电子体的为Cl₂O等，
故答案为：sp³；Cl₂O；
（6）A．碘分子的排列有2种不同的取向，在顶点和面心不同，层内2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构，故A正确；
B．用均摊法可知平均每个晶胞中碘分子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，即有8个碘原子，故B错误；
C．碘晶体为无限延伸的空间结构，构成微粒为分子，是分子晶体，故C错误；
D．分子内I原子之间形成非极性键，而分子之间为范德华力，故D正确；
故答案为：AD；
（7）根据均摊法可知晶胞中红色球数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4、黄色球数目为8，结合化学式可知红色球为Ca²⁺、黄色球为F^-，假设CaF₂的相对分子质量为M，则晶胞质量为4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，两个离得最近的钙离子是位于顶点和面心上的，则晶胞面对角线长度为2a c，故晶胞棱长为2a cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=$\sqrt{2}a$ cm，则4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g=ρg/cm³×（$\sqrt{2}a$ cm）³，解得M=$\frac{\sqrt{2}}{2}$ρN_Aa³，
故答案为：$\frac{\sqrt{2}}{2}$ρN_Aa³．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电离能、分子结构与性质、杂化方式、等电子体、晶胞结构与计算等知识点，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力．