Question

【题目】硫和碳及其化合物广泛存在于自然界中，并被人们广泛利用。回答下列问题：

（1）当基态原子的电子吸收能量后，电子会发生____，某处于激发态的S原子，其中1个3s电子跃迁到3p轨道中，该激发态S原子的核外电子排布式为__________。硫所在周期中，第一电离能最大的元素是___________。（填元素符号）

（2）写出一个与CO2具有相同空间结构和键合形式的分子的电子式__________________。

（3）H2S中S原子的杂化类型是__________；H2S的VSEPR模型名称为_________；H2S的键角约为94°，H2O的键角为105°，其原因是___________________________。

（4）科学家通过X射线推测胆矾结构示意图1如下：

其中含有________个配位键，___________个氢键。

（5）已知Zn和Hg同属IIB族元素，火山喷出的岩浆是一种复杂的混合物，冷却时，许多矿物相继析出，其中所含的ZnS矿物先于HgS矿物析出，原因是_________________________________。

（6）碳的另一种同素异形体—石墨，其晶体结构如上图2所示，虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨晶胞含碳原子个数为____个，已知石墨的密度为pg·cm-1，C-C键长为rcm，阿伏伽德罗常数的值为NA，计算石墨晶体的层间距为____cm。

Answer 1

【答案】 跃迁 1s22s22p6 3s13p5 Ar 略 sp3 四面体形 氧与硫同族，硫的电负性更小，对氢原子的吸引力更弱，氢原子离核越远，相应的2根H—S键的成键电子对之间的排斥就更小，所以键角H2S<H2O 4 4 【答题空10】Zn2+比Hg2+离子半径小，ZnS晶格能大于HgS，所以熔点较高，先析出 4 ρNAr2

【解析】(1)当基态原子的电子吸收能量后，电子会发生跃迁，激发态的S原子，其中1个3s电子跃迁到3p轨道，该激发态S原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s13p5，同周期中从左向右，元素的非金属性增强，第一电离能增强，同周期中稀有气体元素的第一电离能最大，所以在第3周期中，第一电离能最大的元素为Ar，故答案为：跃迁；1s22s22p63s13p5；Ar；

(2)与CO2具有相同空间结构和键合形式的分子可以是二硫化碳，为电子式为，故答案为：；

(3)H2S中S的中心原子中含有2个孤电子对和2个σ键，杂化轨道数2+2=4，硫原子采取sp3杂化；H2S的VSEPR模型名称四面体形，氧与硫同族，硫的电负性更小，对氢原子的吸引力更弱，氢原子离核越远，相应的2根H—S键的成键电子对之间的排斥就更小，所以键角H2S<H2O，故答案为：sp3；四面体形；氧与硫同族，硫的电负性更小，对氢原子的吸引力更弱，氢原子离核越远，相应的2根H—S键的成键电子对之间的排斥就更小，所以键角H2S<H2O；

(4)铜离子与水分子之间形成配位键，水分子之间形成氢键、水分子与硫酸根离子之间也形成氢键，图中微粒中含有 4个配位键，4个氢键，故答案为：4；4；

(5)二者均为离子晶体，Zn2+比Hg2+离子半径小，ZnS晶格能大于HgS，因此ZnS所以熔点较高，先析出，故答案为：Zn2+比Hg2+离子半径小，ZnS晶格能大于HgS，所以熔点较高，先析出；

(6)由图可知石墨的晶胞结构为，设晶胞的底边长为acm，晶胞的高为h cm，层间距为d cm，则h=2d，底面图为，则=r×sin60°，可得a=r，则底面面积为(r)2×Sin60°，晶胞中C原子数目为1+2×+8×+4×=4，晶胞质量为g，则：ρg·cm-3=g÷[(r)2×Sin60°×2d]cm3，整理可得d=ρNAr2，故答案为：4； ρNAr2。