Question

【题目】核安全与放射性污染防治已引起广泛关注。在爆炸的核电站周围含有放射性物质 碘-131和钙-137。碘-131 —旦被人体吸入，可能会引发甲状腺肿大等疾病。

(1)与钠同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元素X、Y、Z的第一电离能如下表：

元素代号	X	Y	Z
第一电离能/(kJ.mol)	520	496	419

基态Z原子倒数第二层电子的排布式为______。X、Y、Z三种元素形成的单质熔点由高到低的顺序为_______(用元素符号表示)，其原因为___________ .

(2)F与I同主族,BeF2分子中心原子的杂化类型为_________ ,BeF2分子是________分子(选填“极性”或“非极性”)。

(3)已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6 和HIO4 ,二者酸性强弱顺序为:H5IO6 ________HIO4(选填">"或"<"“=”)。从电子云的重叠方式的角度分析,H5IO6分子中的化学键有________(写出两种).

(4)131I2晶体的晶胞结构如图甲所示，该晶胞中平均含有________个131I原子，晶体中碘分子的排列有_________种不同的方向。

(5)KI的晶胞结构如图乙所示，每个K＋周围紧邻的K＋个数为_______个。KI晶体的密度为ρg.cm-3 ,K和I的原子半径分别为rkcm和rI cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则 KI晶胞中的空间利用率为_______. ［空间利用率=(球体积/晶胞体积)×100%,用相关字母的代数式表示即可］

Answer 1

【答案】3s23p6 Li＞Na＞K 锂、钠、钾均为金属晶体，它们的价电子数相等，金属离子所带的电荷数相同，离子半径依次增大，金属键依次减弱，故熔点依次降低 sp 非极性 ＜ δ、π 8 2 12 ×100%

【解析】

（1）与钠同主族即ⅠA族，前四周期的元素分别为H、Li、Na、K，又由提供的X、Y的第一电离能的差值与Y、Z的第一电离能的差值相差不大可知，X、Y、Z不可能有H元素，而同主族元素随着电子层数的增加，第一电离能逐渐减小，故X、Y、Z分别为Li、Na、K；K原子核电荷数为19，写出核外电子排布式解答；锂、钠、钾为金属晶体，比较熔沸点要比较离子半径和所带电荷；

（2）杂化类型由成键电子对和孤电子对决定，BeF2分子成键电子对为2，孤电子对为0，据此分析作答；

（3）比较含氧酸的酸性大小可通过比较含非羟基氧原子个数，H5IO6（）含非羟基氧原子1个，HIO4含非羟基氧原子3个；单键由1个δ键构成，双键由1个δ键和1个π键构成；

（4）根据均摊法分析，I2在晶胞的8个顶点和6个面上；晶胞中8个顶点和左右面一种取向，上下面和前后面一种取向；

（5）KI晶胞与NaCl晶胞结构相似，每个K+紧邻K+在面的对角线上；空间利用率=(球体积/晶胞体积)×100%，所以需要分别求出晶胞中原子所占的体积和晶胞的体积，球体积=4/3πr3，晶胞体积=m/ρ，据此分析作答。

（1）根据电离能的数据X、Y、Z不可能有H元素，而同主族元素随着电子层数的增加，第一电离能逐渐减小，故X、Y、Z分别为Li、Na、K；K原子核电荷数为19，核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，倒数第二层电子的排布式为3s23p6；Li、Na、K的最外层电子数都是1，但离子半径逐渐增大，金属键减弱，熔点降低。答案：3s23p6；Li＞Na＞K；锂、钠、钾均为金属晶体，它们的价电子数相等，金属离子所带的电荷数相同，离子半径依次增大，金属键依次减弱，故熔点依次降低；

（2）BeF2分子内中心原子为Be，其价电子数为2，F提供2个电子，所以Be原子的价层电子对数为（2+2）/2=2，Be原子的杂化类型为sp杂化，分子构型为直线形，是非极性分子。答案：sp；非极性；

（3）H5IO6（）中含有5个羟基氢，为五元酸，含非羟基氧原子1个，HIO4为一元酸，含有1个羟基氢，含非羟基氧原子3个，所以酸性：H5IO6＜HIO4；H5IO6（）中存在双键，所以分子中的化学键有δ键、π键。答案：＜；δ、π；

（4）由碘晶胞可知，I2在晶胞的8个顶点和6个面上，故一个晶胞中含有4个I2分子，即8个I原子；观察碘晶胞图示可知，晶体中碘分子的排列有2种。答案： 8；2；

（5）KI晶胞与NaCl晶胞结构相似，每个K+紧邻12个K+；根据均摊法计算，K：8×1/8+6×1/2＝4，I：12×1/4+1=4，故其晶胞中原子所占的体积V1=，晶胞的体积V2=m/ρ=[4×(39+127)]/NAρ，故KI晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为V1/V2×100%=×100%。答案：12；×100%。