Question

教材插图具有简洁而又内涵丰富的特点。请回答以下问题：

（1）第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图1所示，则该元素对应的原子有_____种不同运动状态的电子。

（2）如图2所示，每条折线表示周期表ⅣA ~ⅦA 中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是___________。判断依据是____________。

（3）CO₂在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示。则该晶体的类型属于_____________晶体。

（4）第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素有____种。 GaCl₃中中心原子的杂化方式为_________，写出与GaCl₃结构相同的一种等电子体（写离子）______________。

（5）冰、干冰、碘都是分子晶体，冰的结构具有特殊性，而干冰、碘的晶体具有相似的结构特征，干冰分子中一个分子周围有__________个紧邻分子。 D的醋酸盐晶体局部结构如图，该晶体中含有的化学键是_____________（填字母标号）。

a．极性键    b．非极性键     c．配位键    d．金属键

（6）Fe的一种晶体如甲、乙所示，若按甲虚线方向切乙得到的A~D图中正确的是_____（填字母标号）。

铁原子的配位数是____________，假设铁原子的半径是r cm，该晶体的密度是ρg/cm³ ，则铁的相对原子质量为________________（设阿伏加德罗常数的值为N_A）。

Answer

12 SiH4 在ⅣA ~ⅦA中的氢化物里，只有ⅣA族元素氢化物沸点不存在反常现象，且a为第三周期氢化物，故a为SiH4 原子 3 sp2杂化 CO32－、NO3－ 12 abc A 8

【解析】

综合应用物质结构与性质知识解答，同种元素逐级电离能规律、周期表中第一电离能的周期性规律、分子间氢键对物质沸点的影响、化学键的类型与判断、中心原子的杂化类型、等电子体的概念与书写、分子晶体和金属晶体中配位数的含义、晶胞；边长与密度的计算等。

（1）图1中，I2 与I3相差较大，该元素原子最外层有两个电子，应是第三周期主族元素镁（Mg）。电子的运动状态取决于电子所处的能层、能级、原子轨道和自旋方向，镁原子核外共有12个电子，则有12种不同运动状态的电子。

（2）第ⅣA ~ⅦA元素的氢化物中，NH3、H2O、HF的分子间有氢键，使得它们的沸点与同族其它元素的氢化物相比“反常”。图2中a点所在折线无“反常”，为第IVA元素的氢化物，a点代表的是第三周期的氢化物SiH4。

（3）图3中，C、O原子通过共价键形成空间网状晶体，属于原子晶体。

（4）第IIA族元素np能级全空、第VA族元素np能级半充满，使第一电离能出现“反常”。第三周期元素第一电离能由小到大的顺序为Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl、Ar，介于Al、P之间的有Mg、Si、S三种元素。 Ga位于第四周期第IIIA族，GaCl3分子中，Ga原子价层电子对数为(3+1×3)/2=3，则其杂化方式为sp2。要写与GaCl3互为等电子体的离子，应在价电子总数不变的前提下，将Ga、Cl换成它们的邻族元素，如CO32-、NO3-等。

（5）干冰晶胞为面心立方堆积，若考察上表面的面心二氧化碳分子，则它与上表面的四个顶点、前后左右四个面心、以及上面一个晶胞的前后左右四个面心，共12个二氧化碳分子距离最近且相等。 从D的醋酸盐晶体局部结构看，该晶体中有C-H、C－O、C=O、O-D等极性键，有C-C非极性键，有O→D配位键，故选abc。

（6）图甲为该铁的一个晶胞，沿虚线的切面为长方形，长是宽的倍，四个顶角和中心有铁原子。图乙为8个晶胞叠成的立方体，沿虚线的切面为A图。考察图甲体心铁原子，则其配位数为8。设图甲中晶胞边长为a cm，则体对角线为a cm。又体对角线上三原子相切，得a cm＝4r cm。根据密度和铁原子数求得的一个晶胞质量相等，有ρg/cm3×(a cm)3＝，解得M(Fe)＝g/mol，Mr(Fe)＝。