Question

【题目】[化学——选修3：物质结构与性质]

锆英石常用于耐火材料，其矿砂常与钛铁矿、金红石、石英共生。针对相关物质，回答下列问题：

（1）下列基态Si原子结构的表示方法中最能准确表示出电子排布特点的是___________(填标号，下同)，能够表示出原子核构成特点的是___________。

（2）SiO2晶体常伴生于各种矿石中，其晶体结构中，最小的环上有___________个原子；Si与C元素位于同一主族，比较SiO2与CO2的键角大小：SiO2___________CO2(填写“大于”、“小于”或“等于”)，原因是________________。

（3）钛铁矿经过H2SO4、HNO3等多种物质处理后会生成TiOSO2等中间产物。

①TiOSO4晶体中存在_______(填标号)。

A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键

②H2SO4为粘稠状、难挥发性的强酸，而HNO3是易挥发性的强酸，其原因是___________。

（4）FeO是离子晶体，其晶格能可通过下图的Born- Haber循环计算得到。

可知，O原子的第一电子亲和能为________kJ·mo－1，FeO晶格能为________ kJ·mo－1。

（5）ZrO2可用于制造高温发热元件，其在高温时具有立方晶型，晶胞如图所示。已知晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Zr原子与O原子之间的最短距离为___________nm；ZrO2的密度为___________g·cm－3(列式表示)。

Answer 1

【答案】D C 12 小于 SiO2中心Si原子采用sp3杂化，键角为10928；CO2中心C原子采用sp杂化，键角为180 ABC H2SO4分子之间容易形成氢键，而HNO3易形成分子内氢键，造成分子间作用力减弱，易挥发 142 3902 a或0.433a

【解析】

（1）最能准确表示出电子排布特点的是轨道表示式；能够表示出原子核构成特点的是原子符号。

（2）根据SiO2晶体结构特点可以得出最小环由12个原子构成；根据杂化特点，可以得出键角大小。

（3）①在SO42-中有σ键和π键，故TiOSO4存在离子键、σ键 和π键。

②根据分子间氢键和分子内氢键推理得出答案。

（4）第一电子亲和能是气态电中性基态原子获得一个电子变为气态一价负离子放出的能量，故O原子的第一电子亲和能为142kJ/mol；离子晶体的晶格能是气态离子形成1mol离子晶体所释放的能量，题图中Fe2+（g）+O2-(g)=FeO(晶体) △H=-3902 kJ/mol，故FeO晶格能为3902 kJ/mol 。

（5）1个ZrO2晶胞中Zr原子位于顶点及面心，故N(Zr)=8+6=4；O原子位于晶胞内部，故N(O)=8，故Zr原子与O原子之间的最短距离为体对角线的；根据=计算密度。

（1）轨道表示式能够表示出各能层所容纳的电子数和成单电子数，所以最能准确表示出电子排布特点的是轨道表示式，故选D；原子符号能够表示原子中所含有的质子数和质量数，也能通过原子符号计算出原子中所含有的中子数，质子数等于原子核外电子数，所以能够表示出原子核构成特点的是原子符号，故选C。

故答案为：D；C；

（2）根据SiO2晶体结构特点可以得出最小环由12个原子构成；SiO2中心Si原子采用sp3杂化，键角为10928；CO2中心C原子采用sp杂化，键角为180，故SiO2的键角小于CO2，

故答案为：12；小于；SiO2中心Si原子采用sp3杂化，键角为10928；CO2中心C原子采用sp杂化，键角为180；

（3）①在SO42-中有σ键和π键，故TiOSO4存在离子键、σ键 和π键。

故答案为：ABC；

②H2SO4为粘稠状、难挥发性的强酸，而HNO3是易挥发性的强酸的原因是：H2SO4分子之间容易形成氢键，而HNO3易形成分子内氢键，造成分子间作用力减弱，易挥发，

故答案为：H2SO4分子之间容易形成氢键，而HNO3易形成分子内氢键，造成分子间作用力减弱，易挥发；

（4）第一电子亲和能是气态电中性基态原子获得一个电子变为气态一价负离子放出的能量，故O原子的第一电子亲和能为142kJ/mol；离子晶体的晶格能是气态离子形成1mol离子晶体所释放的能量，题图中Fe2+（g）+O2-(g)=FeO(晶体) △H=-3902 kJ/mol,故FeO晶格能为3902 kJ/mol 。

故答案为：142；3902；

（5）1个ZrO2晶胞中Zr原子位于顶点及面心，故N(Zr)=8+6=4；O原子位于晶胞内部，故N(O)=8，故Zr原子与O原子之间的最短距离为体对角线的，即a×=anm；

ZrO2的密度为=g·cm－3。

故答案为：a或0.433a；。