Question

【题目】油画所用的颜料有许多天然矿石成分，矿石中往往含有B、C、O、Na、P、Cl等元素，它们在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列有关问题：

(1)现代化学中，常利用_________上的特征谱线来鉴定元素。

(2)CH3+、-CH3、CH3-都是重要的有机反应中间体。CH3+中碳原子的杂化方式为_________，CH3-的空间构型为_______。

(3) Na＋和Ne互为等电子体，电离能I2(Na)______I1(Ne)(填“>”或“<”)。

(4)氢卤酸(HX)的电离过程如图。ΔH1和ΔH2的递变规律都是HF>HCl>HBr>HI，其中ΔH1(HF)特别大的原因为__________，从原子结构分析影响ΔH2递变的因素为__________。

(5)磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。

① 磷化硼晶体晶胞如图甲所示:其中实心球为磷原子。已知晶胞中最近的B、P原子的距离为apm，阿伏加德罗常数为NA。则磷化硼晶体的密度为___________g/cm3。(列出计算式即可，不必化简)

② 磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影(图乙中表示P原子的投影)，用画出B原子的投影位置____。

Answer 1

【答案】原子光谱 sp2 三角锥形 > HF的水溶液中存在氢键 原子半径 或

【解析】

(1)光谱分析中利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素；

(2)CH3+中的碳原子形成3个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3；CH3-与NH3、H3O+互为等电子体，空间结构相似，据此分析解答；

(3)钠离子的正电性较强对核外电子的吸引力比氖更强，据此进行分析；

(4)HF分子间，以及HF与水分子间均能形成氢键，而其他卤化氢没有，故从溶液中分离出HF分子需要更多的能量；根据HF、HCl、HBr、HI中存在的卤素原子不同，结合原子结构的知识分析解答；

(5)①利用均摊法计算晶胞或者P、B原子数目，晶胞中最近的B、P原子的距离为晶胞体对角线的，据此计算晶胞的密度；②根据晶胞结构分析，立方磷化硼晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形，中心B与P重合，六边形中形成两个倒立关系的正三角形，分别由3个B或者3个P形成，据此作图。

(1)光谱分析中利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，所以在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，故答案为：原子光谱；

(2)CH3+中的碳原子形成3个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，碳原子采取sp2杂化；CH3-与NH3、H3O+均具有8个价电子、4个原子，互为等电子体，几何构型均为三角锥形，故答案为：sp2杂化；三角锥形；

(3)钠离子的正电性较强且半径较小，对核外电子的吸引力比氖原子更强，要想失去电子需要更多的能量，因此钠的第二电离能比氖的第一电离能更高，故答案为：＞；

(4)HF分子与水分子、HF分子之间均存在氢键，而其他卤化氢没有，故从溶液中分离出HF分子需要更多的能量，导致ΔH1(HF)特别大；键能大小关系为：HF＞HCl＞HBr＞HI，从原子结构方面分析，影响△H2递变的因素为卤素原子的原子半径的大小，故答案为：HF的水溶液中存在氢键；原子半径；

(5)①实心球为磷原子，处于晶胞顶点与面心，P做面心立方最密堆积；1个晶胞中，含有P原子数目为8×+6×=4个，含有B原子数目为4个，晶胞质量=g，设晶胞的棱长为x，已知晶胞中最近的B、P原子的距离为a pm，该距离为晶胞体对角线的，则x=a pm= a×1010 cm，x=×a×1010cm,晶体密度ρ=== g/cm3，故答案为：；

②根据晶胞结构分析，立方磷化硼晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形，中心B与P重合，六边形中形成两个倒立关系的正三角形，分别由3个B或者3个P形成，所以画图为：或，故答案为：或。