Question

【題目】祖母綠被稱為綠寶石之王，是國(guó)際珠寶世界公認(rèn)的四大名貴寶石之一，其化學(xué)式為Be3Al2Si6O18�；卮鹣铝袉栴}：

(1)基態(tài)Be原子的電子排布圖為____________，基態(tài)Al原子核外電子占據(jù)________個(gè)軌道，其中能量最高能級(jí)的原子軌道的形狀為__________。

(2)Al、Si、O的第一電離能由大到小的排序?yàn)?/span>____________________。

(3)SO3分子中硫原子的雜化類型是_____，SO3分子的空間構(gòu)型是________。

(4)工業(yè)上，電解制取金屬鋁，不能用熔融的AlCl3，AlCl3的晶體類型是__________，將Be3Al2Si6O18寫為氧化物的式子是_____________________。

(5)LiAlH4在有機(jī)合成中可將羧基還原成羥基。甲酸和乙醇的熔、沸點(diǎn)如圖所示：

1mol甲酸分子中σ鍵與π鍵的比值為________________，甲酸和乙醇的熔點(diǎn)相差較大的主要原因是____________________________________________。

(6)碳化硅的晶體類型類似金剛石，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知：碳化硅的晶體密度為ag/cm3，NA代表阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值。該晶胞邊長(zhǎng)為_____________pm。

Answer 1

【答案】 7 啞鈴（或紡錘）形 O＞Si＞Al sp2 平面正三角形 分子晶體 Al2O33BeO6SiO2（或3BeOAl2O36SiO2） 4:1 甲酸分子間氫鍵比乙醇分子間氫鍵強(qiáng)

【解析】

(1) Be為4號(hào)元素，Al為13號(hào)元素，結(jié)合電子排布式分析解答；

(2) 同一周期，從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素。同族元素，從上至下第一電離能逐漸減小，據(jù)此排序；

(3)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+(a-xb)計(jì)算判斷SO3分子中硫原子的雜化類型和空間構(gòu)型；

(4) AlCl3為共價(jià)化合物，熔點(diǎn)較低；結(jié)合硅酸鹽改為氧化物的方法改寫；

(5)根據(jù)共價(jià)單鍵為σ鍵，共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵、一個(gè)是π鍵計(jì)算甲酸分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比；分子間形成氫鍵會(huì)導(dǎo)致物質(zhì)熔沸點(diǎn)升高，甲酸中羧基上的兩個(gè)O原子均可形成氫鍵，比乙醇分子間氫鍵強(qiáng)；

(6)根據(jù)均攤法計(jì)算碳化硅晶胞中Si原子和C原子個(gè)數(shù)，求出晶胞的質(zhì)量，在根據(jù)晶體密度計(jì)算晶胞邊長(zhǎng)。

(1) Be為4號(hào)元素，基態(tài)Be原子的電子排布圖為，Al為13號(hào)元素，基態(tài)Al原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p1，占據(jù)7個(gè)軌道，其中能量最高能級(jí)的原子軌道為3p，形狀為啞鈴(或紡錘)形，故答案為：；7；啞鈴(或紡錘)形；

(2) 同一周期，從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素。同族元素，從上至下第一電離能逐漸減小，Al、Si、O的第一電離能由大到小的排序?yàn)?/span>O＞Si＞Al，故答案為：O＞Si＞Al；

(3)SO3分子中硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+=3，雜化類型為sp2雜化，SO3分子的空間構(gòu)型是平面正三角形，故答案為：sp2；平面正三角形；

(4)工業(yè)上，電解制取金屬鋁，不能用熔融的AlCl3，是因?yàn)?/span>AlCl3為共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)不能導(dǎo)電，AlCl3的熔點(diǎn)較低，屬于分子晶體；將Be3Al2Si6O18寫為氧化物的式子為Al2O33BeO6SiO2(或3BeOAl2O36SiO2)，故答案為：分子晶體；Al2O33BeO6SiO2(或3BeOAl2O36SiO2)；

(5)甲酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HCOOH，分子中共價(jià)單鍵為σ鍵，共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵、一個(gè)是π鍵，所以甲酸分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比=4∶1；分子間形成氫鍵會(huì)導(dǎo)致物質(zhì)熔沸點(diǎn)升高，甲酸中羧基上的兩個(gè)O原子均可形成氫鍵，比乙醇分子間氫鍵強(qiáng)，所以甲酸熔沸點(diǎn)高于乙醇，故答案為：4∶1；甲酸分子間氫鍵比乙醇分子間氫鍵強(qiáng)；

(6)碳化硅晶胞中Si原子個(gè)數(shù)=8×+6×=4，C原子個(gè)數(shù)為4，晶胞的質(zhì)量為g，晶體密度為ag/cm3，則晶胞邊長(zhǎng)==cm= pm，故答案為：。