Question

19．如图（1）表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、干冰、CsCl、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分
（1）上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为EDACB（用字母代号表示）
（2）CsCl晶体中离子的配位数是8，NaCl与CsCl是两种不同类型的晶体结构，其主要原因是阳离子半径不同
（3）干冰中每个CO₂分子与12个CO₂分子紧邻，石墨中每个正六边形占有的碳原子数平均为2个
（4）假设干冰中CO₂分子与CO₂分子之间最近的距离为acm，阿伏伽德罗常数用N_A表示，则干冰的密度为$\frac{44\sqrt{2}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³
（5）已知FeS₂晶体具有如图（2）空间结构，则FeS₂晶体中具有的化学键类型是离子键和非极性键，铁原子的价电子排布式是3d⁶4s²

Answer 1

分析 （1）晶体熔沸点：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，离子晶体熔沸点与离子半径成正比，与电荷成正比；
（2）根据CsCl结构结构知，CsCl晶胞中离子配位数是8，NaCl、CsCl晶胞结构受离子半径大小影响；
（3）干冰中每个CO₂分子与其紧邻的CO₂分子个数=3×8÷2，石墨中每个C原子被3个六边形共用，每个正六边形占有的碳原子数平均个数=$\frac{1}{3}×6$；
（4）干冰晶胞中二氧化碳分子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，假设干冰中CO₂分子与CO₂分子之间最近的距离为acm，其距离为面对角线的$\frac{1}{2}$，所以其体对角线长度为2acm，晶胞边长=$\sqrt{2}$acm，其体积V=（$\sqrt{2}$acm）³，干冰的密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$；
（5）该晶胞中白色球个数=黑色球个数=4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，所以黑色球和白色球个数之比为1：1，FeS₂晶体中存在Fe²⁺和S₂^2-离子，阴阳离子之间存在离子键，同种非金属元素原子之间存在非极性键；Fe是26号元素，其原子核外有26个电子，其3d、4s能级上电子为其价电子．

解答 解：（1）晶体熔沸点：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，离子晶体熔沸点与离子半径成正比，与电荷成正比，金刚石是原子晶体、NaCl和CsCl是离子晶体、干冰是分子晶体、石墨是混合型晶体，根据配位数及晶胞结构知，A、B、C、D、E分别是NaCl、干冰、CsCl、金刚石、石墨，钠离子半径小于铯离子半径，石墨中C-C键长小于金刚石中C-C键长，所以这几种晶体熔点高低顺序是EDACB，
故答案为：EDACB；
（2）根据CsCl结构结构知，CsCl晶胞中离子配位数是8，NaCl、CsCl晶胞结构受离子半径大小影响，铯离子半径大于钠离子半径，所以二者晶胞结构不同，故答案为：8；晶体中阳离子半径不同；
（3）干冰中每个CO₂分子与其紧邻的CO₂分子个数=3×8÷2=12，石墨中每个C原子被3个六边形共用，每个正六边形占有的碳原子数平均个数=$\frac{1}{3}×6$=2，
故答案为：12；2；
（4）干冰晶胞中二氧化碳分子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，假设干冰中CO₂分子与CO₂分子之间最近的距离为acm，其距离为面对角线的$\frac{1}{2}$，所以其体对角线长度为2acm，晶胞边长=$\sqrt{2}$acm，其体积V=（$\sqrt{2}$acm）³，干冰的密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{44}{{N}_{A}}×4}{（\sqrt{2}a）^{3}}$g/cm³=$\frac{44\sqrt{2}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，故答案为：$\frac{44\sqrt{2}}{{a}^{3}{N}_{A}}$；
（5）该晶胞中白色球个数=黑色球个数=4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，所以黑色球和白色球个数之比为1：1，FeS₂晶体中存在Fe²⁺和S₂^2-离子，阴阳离子之间存在离子键，同种非金属元素原子之间存在非极性键，所以该晶胞中存在离子键和非极性键；Fe是26号元素，其原子核外有26个电子，其3d、4s能级上电子为其价电子，Fe原子价电子排布式为3d⁶4s²，
故答案为：离子键和非极性键；3d⁶4s²．

点评 本题考查晶胞计算及原子核外电子排布式的书写，为高频考点，侧重考查学生计算及空间想象能力，注意：干冰晶胞中距离最近的两个二氧化碳分子分别位于面心和顶点上，注意石墨熔点高于金刚石，但二者沸点相同，为易错点．