Question

5．（1）胆矾CuSO₄•5H₂O的结构示意图1如下，其含有的微粒间作用力有abde（填序号）
a．离子键  b．极性键  c．金属键 d．配位键  e．氢键  f．非极性键
（2）根据等电子原理，写出与CO₂等电子体的分子和离子各一种N₂O或CS₂、CNO^-或SCN^-或NO₂⁺；1molO₂²⁺中含有的π键数目为2N_A
（3）已知

	CH4	SiH4	NH3	PH3
沸点（K）	101.7	161.2	239.7	185.4
分解温度（K）	873	773	1073	713.2

分析表中四种物质的相关数据，请回答
①CH₄和SiH₄比较，NH₃和PH₃比较，沸点高低的原因是结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，因此CH₄的沸点低于SiH₄；但氨气分子间还存在氢键，则NH₃的沸点高于PH₃
②CH₄和SiH₄比较，NH₃和PH₃比较，分解温度高低的原因是C-H键的键能大于Si-H键的键能，N-H键的键能大于P-H键的键能，因此分解温度CH₄的分解温度高于SiH₄，NH₃的分解温度高于PH₃
（4）C₆₀形成晶体的晶胞结构如图2所示，则每个C₆₀分子周围距离最近的C₆₀分子由12个，若晶胞参数为pnm，列出计算该晶体的密度$\frac{4×720}{（p×1{0}^{-7}）^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3（阿伏伽德罗常数用N_A表示）

Answer 1

分析 （1）离子之间存在离子键，非金属元素之间形成共价键，含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子之间存在配位键，氧原子和氢原子间存在氢键；
（2）根据等电子体是指具有相同价电子总数和原子总数的分子或离子来回答，也可以运用等量异质替换寻找等电子体，互为等电子体的微粒结构相似；
（3）①利用相对分子质量分析分子间作用力，并注意氨气分子中有氢键；
②非金属性越强，气态氢化物越稳定；
（4）根据晶胞结构图可知，以晶胞顶点上的分子为例，每个C₆₀分子周围距离最近的C₆₀分子位于经过该顶点的12个面的面心上，每个晶胞中含有C₆₀的分子数为8×$\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，根据$ρ=\frac{m}{V}$计算密度．

解答 解：（1）胆矾CuSO₄•5H₂O中，铜离子和硫酸根离子之间存在离子键，硫原子和氧原子间存在极性共价键，铜原子和氧原子间存在配位键，氧原子和氢原子间存在氢键，
故选abde；
（2）CO₂中有16个价电子，三个原子，所以与CO₂互为等电子体的微粒为N₂O、CS₂、CNO^-、SCN^-、NO₂⁺ 等，O₂²⁺与N₂互为等电子体，它们结构也相似，每个氮分子中有2个π键，所以1molO₂²⁺中含有的π键数目为2N_A，
故答案为：N₂O或CS₂、CNO^-或SCN^-或NO₂⁺；2N_A；
（3）①因结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，因此CH₄的沸点低于SiH₄；但氨气分子间还存在氢键，则NH₃的沸点高于PH₃，
故答案为：结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，因此CH₄的沸点低于SiH₄；但氨气分子间还存在氢键，则NH₃的沸点高于PH₃；
②因非金属性C＞Si，N＞P，则气态氢化物的稳定性CH₄＞SiH₄，NH₃＞PH₃；稳定性强的物质分解需要的温度高，从键能上可知，C-H键的键能大于Si-H键的键能，
N-H键的键能大于P-H键的键能，因此分解温度CH₄的分解温度高于SiH₄，NH₃的分解温度高于PH₃，
故答案为：C-H键的键能大于Si-H键的键能，N-H键的键能大于P-H键的键能，因此分解温度CH₄的分解温度高于SiH₄，NH₃的分解温度高于PH₃；
（4）根据晶胞结构图可知，以晶胞顶点上的分子为例，每个C₆₀分子周围距离最近的C₆₀分子位于经过该顶点的12个面的面心上，所以每个C₆₀分子周围距离最近的C₆₀分子有12个，每个晶胞中含有C₆₀的分子数为8×$\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，晶胞参数为pnm，则晶胞的体积为（p×10^-7cm）³，根据$ρ=\frac{m}{V}$可在，晶胞的密度=$\frac{\frac{4×720}{{N}_{A}}}{（p×1{0}^{-7}）^{3}}$g•cm^-3=$\frac{4×720}{（p×1{0}^{-7}）^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3，
故答案为：12；$\frac{4×720}{（p×1{0}^{-7}）^{3}{N}_{A}}$．

点评 本题考查物质的结构与性质，注重对等电子体、沸点比较、稳定性的比较及应用、晶胞的计算等知识的考查，考查点较多，难度中等．