Question

11．硫元素價(jià)態(tài)眾多，可與鹵素、氮等元素化合形成許多復(fù)雜化合物，在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用．
（1）六氟化硫（SF6）具有良好的電氣絕緣性能及優(yōu)異的滅弧性能，其分子中有6對(duì)完全相同的成鍵電子對(duì)．基態(tài)S原子有2個(gè)未成對(duì)電子
（2）二氯化二硫是廣泛用于橡膠工業(yè)的硫化劑，分子結(jié)構(gòu)為，其中S原子軌道的雜化類型是sp³，它是極性（填“極性”或“非極性”）分子．
（3）S4N4是亮橙色固體，不溶于水，溶于苯等有機(jī)溶劑，是一種重要的金屬有機(jī)化學(xué)反應(yīng)物．S4N4與Ag在一定條件下反應(yīng)，失去N2而縮合成（SN）X．合成于1910年，過(guò)了五十年，才發(fā)現(xiàn)它在0.26K的低溫下，可轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體．（SN）X的結(jié)構(gòu)式如圖：

已知1.20×l05mol S4N4與Ag發(fā)生縮合，失去了1.20×105molN₂，生成二百聚物（SN）200和三百聚物（SN）300S₄N₄若測(cè)得縮合產(chǎn)物中二百聚物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.50則：①S₄N₄的晶體類型是分子晶體（填“分子”、“原子”或“離子”）
②縮合產(chǎn)物中三百聚物的物質(zhì)的量為400mol；若Ag的實(shí)際使用量為8.64kg則Ag的循環(huán)使用次數(shù)為（即縮合時(shí)生成需要消耗加的物質(zhì)的量與實(shí)際使用的物質(zhì)的量的比值）6000
（4）Ag單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a=408×10^-10 m，晶胞中銀原子的配位數(shù)為12．列式計(jì)算怕單質(zhì)的密度：$\frac{\frac{108}{{N}_{A}}×4}{（4.08×1{0}^{-7}）^{3}}$g•cm^-3（不必計(jì)算出結(jié)果）．
（5）請(qǐng)從結(jié)構(gòu)解釋H₂SO₄比H₂SO₃酸性強(qiáng)的原因是H₂SO₄和H₂SO₃分別表示為（HO）₂SO₂和（HO）₂SO，H₂SO₄分子中非羥基氧原子數(shù)多，中心硫原子的正電性高，導(dǎo)致S-O-H中的O原子的電子更向S原子偏移，越易電離出H⁺．

Answer 1

分析 （1）硫原子最外層有6個(gè)電子，和氟原子之間有6對(duì)完全相同的成鍵電子對(duì)；根據(jù)S原子的核外電子排布式確定未成對(duì)電子數(shù)；
（2）價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)確定其雜化類型；
如果分子中正負(fù)電荷中心重合的分子為非極性分子，否則為極性分子，先判斷其分子空間構(gòu)型，然后確定是否是非極性分子；
（3）①根據(jù)晶體的構(gòu)成微粒確定晶體類型，由分子構(gòu)成的晶體為分子晶體，由原子構(gòu)成的晶體為原子晶體；
②先設(shè)出[（SN）₂₀₀]、[（SN）₃₀₀]物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，利用題中縮合產(chǎn)物中二百聚物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.50和氮原子守恒列出二元一次方程進(jìn)行計(jì)算；
根據(jù)S守恒，生成600二百聚物和400三百聚物，失去了1.20×10⁵ mol N₂，同時(shí)有2.4×105molS生成了硫化銀，生成Ag₂S就需要4.8×10⁵molAg，算出這些Ag的質(zhì)量．而現(xiàn)在只有8.64kg，二者相比就可以知道需要銀循環(huán)的次數(shù)；
（4）在Ag晶體的一個(gè)晶胞中與它距離相等且最近的Ag原子在通過(guò)這個(gè)頂點(diǎn)的三個(gè)面心上，面心占$\frac{1}{2}$，通過(guò)一個(gè)頂點(diǎn)可形成8個(gè)晶胞；
（5）由于H₂SO₄中S的化合價(jià)為+6價(jià)，H₂SO₃中S為+4價(jià)，所以H₂SO₄中S的正電性高于H₂SO₃中S的正電性，導(dǎo)致羥基上O原子的電子偏向S，在水分子的作用下就更容易電離出H⁺，即酸性更強(qiáng)．

解答 解：（1）SF₆中每一個(gè)S-F鍵含有一個(gè)成鍵電子對(duì)，所以SF₆中含有6個(gè)S-F鍵，則分子中有6對(duì)完全相同的成鍵電子對(duì)，元素S基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，基態(tài)S原子核外處在能量最高的能級(jí)為3p，排布了4個(gè)電子，根據(jù)泡利原理和洪特規(guī)則，可知在3p上存在2個(gè)未成對(duì)電子，故答案為：6；2；
（2）S₂Cl₂分子中每個(gè)S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+2=4，所以采取sp³雜化，S₂Cl₂的結(jié)構(gòu)類似于H₂O₂的結(jié)構(gòu)，為Cl-S-S-Cl，其中的S-S為非極性鍵，S-Cl鍵為極性鍵，但正負(fù)電荷中心不重合，所以是極性分子，故答案為：sp³；極性；
（3）①S₄N₄的晶體是由分子構(gòu)成的，屬于分子晶體，故答案為：分子；
②設(shè)[（SN）₂₀₀]、[（SN）₃₀₀]物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，利用縮合產(chǎn)物中二百聚物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.50，列式為46×200x÷（46×200x+46×300y）=0.5，氮原子守恒列式 200x+300y=1.20×10⁵×4-1.20×10⁵×2，解得x=600mol，y=400ml，即二百聚物為600mol，三百聚物為400mol；
根據(jù)S守恒，生成600二百聚物和400三百聚物，失去了1.20×10⁵ mol N₂，同時(shí)有2.4×10⁵molS減少，生成了硫化銀，生成 2.4×10⁵mol Ag₂S，就需要消耗4.8×10⁵molAg，所以Ag的循環(huán)使用次數(shù)為：4.8×10⁵÷（8.64×1000÷108）=6000（次），故答案為：400mol；6000；
（4）該晶胞中Ag原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，其配位數(shù)=3×8×$\frac{1}{2}$，晶胞邊長(zhǎng)a=4.08×10^-10 m，晶胞體積=（4.08×10^-7cm）³，密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{108}{{N}_{A}}×4}{（4.08×1{0}^{-7}）^{3}}$，
故答案為：$\frac{\frac{108}{{N}_{A}}×4}{（4.08×1{0}^{-7}）^{3}}$；
（5）由于H₂SO₄中S的化合價(jià)為+6價(jià)，H₂SO₃中S為+4價(jià)，H₂SO₄和H₂SO₃分別表示為（HO）₂SO₂和（HO）₂SO，H₂SO₄分子中非羥基氧原子數(shù)多，中心硫原子的正電性高，導(dǎo)致S-O-H中的O原子的電子更向S原子偏移，越易電離出H⁺，即酸性越強(qiáng)，
故答案為：H₂SO₄和H₂SO₃分別表示為（HO）₂SO₂和（HO）₂SO，H₂SO₄分子中非羥基氧原子數(shù)多，中心硫原子的正電性高，導(dǎo)致S-O-H中的O原子的電子更向S原子偏移，越易電離出H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了分子空間構(gòu)型的判斷、雜化方式的判斷、晶體類型的判斷、原子雜化方式判斷、化學(xué)鍵和分子間作用力和晶胞的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，明確晶體構(gòu)成微粒與晶體類型的關(guān)系、價(jià)層電子對(duì)互斥理論即可解答．