Question

【题目】硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如表所示：

	H2S	S8	FeS2	SO2	SO3	H2SO4
熔点/℃	-85.5	115.2	>600(分解)	-75.5	16.8	10.3
沸点/℃	-60.3	444.6		-10.0	45.0	337.0

回答下列问题：

（1）Fe在元素周期表的位置为__，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为__形。

（2）根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是__。

（3）图a为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为___。

（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为__形，其中共价键的类型有__种；固体三氧化硫中存在如图b所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为__。

（5）FeS2晶体的晶胞如图c所示。晶胞边长为apm、FeS2的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则FeS2的摩尔质量M的计算表达式为__g·mol-1；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为___pm。

Answer 1

【答案】第四周期第Ⅷ族 哑铃(纺锤) H2S S8相对分子质量大，分子间范德华力强 平面三角 2 sp3 ×10-30 a

【解析】

(1)根据基态原子的核外电子排布式及原子轨道类型分析解答；

(2)根据价层电子对互斥理论，计算中心原子的价层电子对数；

(3)根据晶体类型及影响分子间作用力因素分析解答；

(4)根据价层电子对互斥理论分析分子空间结构及轨道杂化类型；

(5)均摊法计算该晶胞中S22-和Fe2+个数，晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面体的体心，该正八面体的边长为每个面对角线长度的一半。

(1) Fe为26号元素，基态原子电子排布式为1s22s22p63s2 3p63d64s2，所以位于第四周期第VIII族；S为16号原子，基态S原子电子占据的能级有1s、2s、2p、3s、3p，最高能级为3p，其电子云轮廓图为哑铃形，故答案为：第四周期第Ⅷ族；哑铃；

(2) H2S中S原子原子价层电子对个数=，SO2中S原子原子价层电子对个数=，SO3中S原子价层电子对个数=，则中心原子价层电子对数不同于其他分子的是H2S，故答案为：H2S；

(3) S8、SO2都分子晶体，分子晶体熔沸点与其分子间作用力成正比，分子间作用力与其相对分子质量成正比，S8相对分子质量大于SO2，所以分子间作用力S8大于SO2，导致熔沸点S8大于SO2，故答案为：S8相对分子质量大，分子间范德华力强；

(4) SO3的气态分子中S原子价层电子对个数为，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型为平面正三角形；该分子中S-O原子之间存在σ和离域大π键，所以共价键类型2种；该分子中每个S原子价层电子对个数都是4，根据价层电子对互斥理论判断S原子杂化类型为sp3，故答案为：平面三角；2；sp3；

(5)如图C，S22-在顶点和面心，数目为：，Fe2+在体心和棱上，数目为：，所以每个晶胞含有4个FeS2，在根据其晶体密度，则M的计算表达式为：×10-30；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面体的体心，该正八面体的边长为每个面对角线长度的一半，即为a，故答案为：×10-30；a。