Question

【题目】ⅣA族元素(C、Si、Ge、Sn、Pb)及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：

(1) Pb的价层电子排布图为：____________；

(2)GeC14的中心原子的价层电子对数为____________，分子的立体构型为___________。GeC14可水解生成一种氧化物和一种无氧酸，其化学反应方程式为：________________________________。

(3)四卤化硅的沸点和二卤化铅的熔点如下图所示。

①的沸点依F、CI、Br、I次序升高的原因是____________。

②结合的沸点和的熔点的变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，中化学键的离子性__________(填“增强”“不变”或“减弱”，下同)、共价性__________。

(4)碳的另一种单质可以与钾形成低温超导化合物，晶胞结构如图所示。此化合物可看成是K填充在形成的所有四面体间隙和八面体间隙之中，其四面体间隙数目为_________。另有一种碱金属X(相对原子质量为M)与可形成类似化合物，但X只填充形成的八面体间隙的一半，此化合物的化学式为：__________，其晶胞参数为1.4nm，晶体密度为_________(用含M和阿伏伽德罗常数的值的式子表示)

Answer 1

【答案】 4 正四面体 GeC14+2H2O=GeO2+4HCl 均为组成和结构相似的共价化合物，范德华力随分子相对质量增大而增大 减弱 增强 8

【解析】

(1) Pb原子价层电子排布式为6s26p2，根据泡利原理与洪特规则画出价层电子排布图；
(2) GeCl4分子的中心原子为Ge，形成4个键，具有甲烷的结构特点；根据信息书写水解化学方程式；
(3)由图象可以知道四卤化硅的沸点逐渐升高，为分子晶体，沸点与相对分子质量有关，PbX2的沸点逐渐降低，其中PbF2为离子晶体，PbBr2、PbI2为分子晶体；
(4)K位于棱和体心，C60位于顶点和面心，利用均摊法可计算化学式，结合质量、体积计算晶胞的密度大小。

(1) Pb原子价层电子排布式为6s26p2，价层电子排布图为：，

因此，本题正确答案是： ；

(2) GeCl4分子的中心原子为Ge，价层电子对数为4，采用sp3杂化，分子的立体构型为正四面体；GeC14可水解生成GeO2和HCl，化学反应方程式为：GeC14+2H2O=GeO2+4HCl，

因此，本题正确答案是：4；正四面体；GeC14+2H2O=GeO2+4HCl；
(3)①四卤化硅的沸点逐渐升高，为分子晶体，均为组成和结构相似的共价化合物，沸点与相对分子质量有关，相对分子质量越大，沸点越高，
因此，本题正确答案是：均为组成和结构相似的共价化合物，范德华力随分子相对质量增大而增大；
②PbX2的沸点逐渐降低，其中PbF2为离子晶体，PbBr2、PbI2为分子晶体，可以知道依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化学键的离子性减弱、共价性增强，
因此，本题正确答案是：减弱；增强；
(4)K位于棱和体心，晶胞中的个数为12×+9=12，这12个K原子其中有8个填充在形成四面体间隙之中，其余4个则填充在形成八面体间隙之中，所以其四面体间隙数目为8；另一种碱金属X只填充形成的八面体间隙的一半，则含X个数为4×=2，C60位于顶点和面心，个数为8×+6×=4，n(X):n(C60)=2:4=1:2，化学式为M(C60)2；

则晶胞的质量为g，其晶胞参数为1.4nm=1.4×10-7cm，则体积为(1.4×10-7)3cm3，所以密度为g/cm3，
因此，本题正确答案是：8；M(C60)2；。