Question

【题目】黄铜矿是一种重要的化工原料，主要成分是CuFeS2，另外还有少量的氧化铝、二氧化硅及水分，通过化学工艺可获得许多化工产品。

（1）铜元素位于元素周期表中_________(填写周期、族)；基态Fe原子的价层电子轨道表达式为_____；

（2）硫位于第VIA 族，该族元素氢化物沸点由低到高的顺序及原因是_________(必要化学用语及文字简答)。

（3）基态氮原子的第一电离能大于氧原子的第一电离能的原因是__________。

（4）由铝和氯元素组成的化合物熔点190℃、在熔融态不导电；该化合物易升华，其蒸气密度是相同条件下氢气的133.5倍。请写出其蒸气分子的结构式______________(如有配位键，请 用“→”表 示 )。（5）黄铜矿在空气中高温灼烧可以得到固体混合物和废气,固体混合物中有X和Y两化合物。固体化合物X的晶胞模型如图甲所示：

①化合物X的化学式：___________；

②废气中SO2经催化氧化生成SO3，SO3分子中硫原子杂化方式为___________；SO3分子空间构型是___________。

（6）黄铜矿高温灼烧得到的另一固体化合物Y的晶胞模型如图乙，已知丫晶体密度为ρg/cm3，则Y 晶体中晶胞边长是_____cm。

Answer 1

【答案】 第4周期第ⅠB 该族氢化物沸点由低到高的顺序为H2S、H2Se、H2Te、H2O，H2S、H2Se、H2Te因相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增大，沸点升高；而H2O分子之间因形成的氢键大于分子间作用力，沸点更高（合理答案均计分） N原子2P轨道处于半充满，原子稳定，而O原子2P轨道需失去一个电子才能达到半充满的稳定状态（合理答案均计分） Cu2S sp2 平面三角形

【解析】（1）由元素周期表得，铜元素原子的核外电子排布由里往外依次为：2、8、18、1；位于元素周期表中第4周期第ⅠB族；正确答案：第4周期、第ⅠB。Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，其3d、4s电子为其价电子，根据构造原理书写其价电子轨道表示式为 ；正确答案：。

（2）H2S、H2Se、H2Te因相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增大，沸点升高；而H2O分子之间因形成的氢键大于分子间作用力，沸点更高；所以该族氢化物沸点由低到高的顺序为H2S、H2Se、H2Te、H2O；正确答案：该族氢化物沸点由低到高的顺序为H2S、H2Se、H2Te、H2O，H2S、H2Se、H2Te因相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增大，沸点升高；而H2O分子之间因形成的氢键大于分子间作用力，沸点更高。

（3）N原子2P轨道处于半充满，原子稳定，而O原子2P轨道需失去一个电子才能达到半充满的稳定状态，所以基态氮原子的第一电离能大于氧原子的第一电离能；正确答案：N原子2P轨道处于半充满，原子稳定，而O原子2P轨道需失去一个电子才能达到半充满的稳定状态。

（4）该化合物蒸气密度是相同条件下氢气的133.5倍，故该化合物相对分子质量为133.52=267，又因为该化合物熔点190℃、在熔融态不导电，故该化合物为共价化合物，含有共价键；又因为Al与3个Cl形成共价键后，距离8电子稳定结构还差2个，这时，另外一个Cl提供2个电子，形成配位键，从而使其达到稳定结构，因为配位键箭头要指向中心原子，其蒸气分子的结构式；正确答案：。

（5）Cu2S 在一个晶胞中，S：8+1=2 Cu:4 ，所以化合物X的化学式为Cu2S；因为S价电子数为6，配原子提供电子数为0，由公式：（中心原子价电子数+配原子提供的电子数）/2，得（6+03）/2=3所以为sp2，SO3分子中硫原子杂化方式为sp2，SO3分子空间构型是平面三角形；正确答案：Cu2S； sp2 ； 平面三角形。

（6）设晶体中晶胞边长为lcm；Y的化学式为Fe2O3,单位晶胞中含有两个Fe2O3，所以由=m/v=2160/NAl3可得，l=2160/NA cm