Question

10．
I：（1）第三周期元素M的電離能情況如甲圖A所示．則M元素的價(jià)層電子排布式是3s²
（2）圖B折線c（選填“a”、“b”或“c”）可以表達(dá)出第ⅣA族元素氫化物的沸點(diǎn)的變化規(guī)律．其中點(diǎn)A表示的分子的化學(xué)式為H₂O，其沸點(diǎn)較高是因?yàn)樗�分子間可以形成氫鍵．
（3）COCl₂ 俗稱光氣，分子中C原子采取sp²雜化成鍵；其中分子中的共價(jià)鍵含有C（填序號(hào)）：
A 2個(gè)σ鍵 1個(gè)π鍵    B 2個(gè)鍵π   C 3個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵
Ⅱ：海水中富含氯元素．
（4）KCl廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)，KCl晶體中基態(tài)的Cl^-電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶
（5）下列是IA族的Li、Na、K三種金屬元素的電離能

	X	Y	Z
第一電離能（KJ/mol）	526.2	502.8	425.2

則三種金屬的氯化物（RCl）的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)長iCl＞NaCl＞KCl（用化學(xué)式回答），原因是隨核電荷數(shù)增大，陽離子半徑增大，晶格能減小，熔點(diǎn)降低
（6）RCl用作有機(jī)機(jī)合成催化劑，并用于顏料，防腐等工業(yè)．R⁺中所有電子正好充滿K、L、M 三個(gè)電子層，它與Cl^-形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖乙所示．R的元素符號(hào)是Cu，每個(gè)Cl^-周圍最近的Cl^-12個(gè)．已知該晶體密度為1.15 g/cm³，則晶胞中最近的R⁺和Cl^-之間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4×99.5}{1.15×6.02×1{0}^{23}}}$cm（N_A=6.02×10²³/mol，只寫出計(jì)算表達(dá)式即可）

Answer 1

分析 I（1）第三周期元素M的第三電離能劇增，說明最外層電子數(shù)為2，故M為Mg；
（2）第ⅣA族元素氫化物為分子晶體，分子之間不存在氫鍵，相對(duì)分子質(zhì)量越大，沸點(diǎn)越高；氫化物A的沸點(diǎn)為100℃，則A為水，由于水分子之間存在氫鍵，其沸點(diǎn)比較高；
（3）COCl₂的結(jié)構(gòu)式為，分子中C原子雜化軌道數(shù)目為3，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵；
Ⅱ（4）Cl^-離子核外電子數(shù)為18，根據(jù)構(gòu)造原理書寫核外電子排布式；
（5）X、Y、Z的價(jià)層電子構(gòu)型為nS¹，處于ⅠA族，自上而下第一電離能減小，故原子序數(shù)X＞Y＞Z，它們的氯化物（RCl）屬于離子化合物，它們的氯化物（RCl）屬于離子化合物，陽離子半徑越小，晶格能越大，熔沸點(diǎn)越高；
（6）R⁺中所有電子正好充滿K、L、M 三個(gè)電子層，則R原子核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，故R為Cu；
以頂點(diǎn)Cl^-研究，與之最近的Cl^-處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心為兩個(gè)晶胞共用有；
晶胞中最近的R⁺和Cl^-處于體對(duì)角線上，距離為體對(duì)角線長的$\frac{1}{4}$，根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中原子數(shù)目，進(jìn)而計(jì)算晶胞質(zhì)量，再根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$計(jì)算晶胞體積，晶胞棱長a=$\root{3}{V}$，故R⁺和Cl^-距離=$\frac{1}{4}$×$\sqrt{{3a}^{2}}$=$\frac{\sqrt{3}}{4}$a．

解答 解：I（1）第三周期元素M的第三電離能劇增，說明最外層電子數(shù)為2，故M為Mg，價(jià)層電子排布式是：3s²，
故答案為：3s²；
（2）第ⅣA族元素氫化物為分子晶體，分子之間不存在氫鍵，相對(duì)分子質(zhì)量越大，沸點(diǎn)越高，故折線c表示第ⅣA族元素氫化物沸點(diǎn)；氫化物A的沸點(diǎn)為100℃，則A為水，由于水分子之間形成氫鍵，其沸點(diǎn)比較高，
故答案為：c；H₂O；水分子間可以形成氫鍵；
（3）COCl₂的結(jié)構(gòu)式為，分子中C原子雜化軌道數(shù)目為3，C原子采取sp²雜化，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵．分子中含有3個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，
故答案為：sp²；C；
Ⅱ（4）Cl^-離子核外電子數(shù)為18，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶；
（5）X、Y、Z的價(jià)層電子構(gòu)型為nS¹，處于ⅠA族，自上而下第一電離能減小，故原子序數(shù)X＞Y＞Z，故離子半徑X＞Y＞Z，則晶格能LiCl＞NaCl＞KCl，故熔點(diǎn)LiCl＞NaCl＞KCl，
故答案為：LiCl＞NaCl＞KCl；隨核電荷數(shù)增大，陽離子半徑增大，晶格能減小，熔點(diǎn)降低；
（6）R⁺中所有電子正好充滿K、L、M 三個(gè)電子層，則R原子核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，故R為Cu；
以頂點(diǎn)Cl^-研究，與之最近的Cl^-處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心為兩個(gè)晶胞共用，故每個(gè)Cl^-周圍最近的Cl^- 有$\frac{8×3}{2}$=12個(gè)；
晶胞中最近的R⁺和Cl^-處于體對(duì)角線上，距離為體對(duì)角線長的$\frac{1}{4}$，晶胞中有4個(gè)Cu⁺，Cl^-離子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故晶胞質(zhì)量為$\frac{4×99.5}{6.02×1{0}^{23}}$g，該晶體密度為1.15 g/cm³，則晶胞體積為$\frac{4×99.5}{6.02×1{0}^{23}}$g÷1.15 g/cm³=$\frac{4×99.5}{1.15×6.02×1{0}^{23}}$cm³，故晶胞棱長為$\root{3}{\frac{4×99.5}{1.15×6.02×1{0}^{23}}}$cm，R⁺和Cl^-距離=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4×99.5}{1.15×6.02×1{0}^{23}}}$cm，
故答案為：Cu；12；$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4×99.5}{1.15×6.02×1{0}^{23}}}$cm．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電離能、雜化方式、化學(xué)鍵、氫鍵、晶體類型與熔沸點(diǎn)、晶胞計(jì)算等，（5）中計(jì)算為易錯(cuò)點(diǎn)、難度，需要學(xué)生具備一定空間想象與數(shù)學(xué)計(jì)算能力，難度中等．