题目内容
【题目】氧元素为地壳中含量最高的元素,可形成多种重要的单质和化合物。
(1)氧元素位于元素周期表中___________区;第二周期元素中,第一电离能比氧大的有___________种。
(2)O3可用于消毒。O3的中心原子的杂化形式为___________;其分子的 VSEPR模型为___________,与其互为等电子体的离子为___________(写出一种即可)。
(3)含氧有机物中,氧原子的成键方式不同会导致有机物性质不同。解释C2H5OH的沸点高于CH3OCH3的原因为___________;C2H5OH不能用无水CaCl2千燥是因为Ca2+和C2H5OH可形成[Ca(C2H5OH)4]2+,该离子的结构式可表示为______________________。
(4)氧元素可分别与Fe和Cu形成低价态氧化物FeO和Cu2O。
①FeO立方晶胞结构如图1所示,则Fe2+的配位数为___________;与O2-紧邻的所有Fe2+构成的几何构型为___________。
②Cu2O立方晶胞结构如图2所示,若O2-与Cu+之间最近距离为a pm,则该晶体的密度为___________g·cm-3。(用含a、NA的代数式表示,NA代表阿伏加德罗常数的值)
【答案】p; 3 sp2杂化 平面三角形 NO2﹣ 乙醇分子间可形成氢键,沸点高 6 正八面体
【解析】
(1)除了ds区外,区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号;根据电离能的变化规律分析判断;
(2)根据公式计算出O3的中心原子的价层电子对数,再根据价层电子对互斥理论判断中心原子的杂化形式及其分子的VSEPR模型,与其互为等电子体的离子中含有3个原子、价电子数是18;
(3)形成分子间氢键的物质熔沸点较高;对于配离子[Ca(C2H5OH)4]2+可以结合常见配合物的结构与成键分析解答;
(4)①根据体心位置的Fe2+判断Fe2+的配位数;根据结构示意图判断与O2-紧邻的所有Fe2+构成的几何构型;
②若O2-与Cu+之间最近距离为apm,该距离为晶胞体对角线的,则晶胞体对角线长度=4apm,计算出晶胞的棱长,根据化学式判断出各球表示的微粒,再结合密度的计算公式计算。
(1)除了ds区外,区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号,O原子最后通入的电子是p电子,所以O元素位于p区;第二周期元素中,第一电离能比O元素大的有N、F、Ne元素,所以有3种元素,故答案为:p;3;
(2)O3的中心原子的价层电子对个数=2+=3且含有1个孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断中心原子的杂化形式为sp2杂化、其分子的 VSEPR模型为平面三角形,与其互为等电子体的离子中含有3个原子、价电子数是18,与其互为等电子体的阴离子有NO2﹣(合理即可),故答案为:sp2杂化;平面三角形;NO2﹣(合理即可);
(3)形成分子间氢键的物质熔沸点较高,乙醇能形成分子间氢键、甲醚不能形成分子间氢键,所以乙醇的熔沸点比甲醚高;C2H5OH不能用无水CaCl2干燥是因为Ca2+和C2H5OH可形成[Ca(C2H5OH)4]2+,该离子中钙离子为中心离子,乙醇为配体,乙醇中O原子提供孤电子对、钙离子提供空轨道形成配位键,其结构为,故答案为:乙醇分子间可形成氢键,沸点高;;
(4)①Fe2+的配位数为6;与O2﹣紧邻的所有Fe2+构成的几何构型、与Fe2+紧邻的所有O2﹣构成的几何构型相同,根据知,表中有标记的这几个离子形成正八面体,同理可推,与O2﹣紧邻的所有Fe2+构成的几何构型为正八面体,故答案为:6;正八面体;
②若O2﹣与Cu+之间最近距离为apm,该距离为晶胞体对角线的,则晶胞体对角线长度=4apm,晶胞棱长==×10﹣10 cm,晶胞体积=(×10﹣10 cm)3,该晶胞中白球离子个数=1+8×=2、灰球离子个数为4,根据化学式Cu2O知,灰色球表示亚铜离子、白色球表示氧离子,则该晶体的密度== g/cm3=g/cm3,故答案为:。