题目内容

【题目】硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示:

H2S

S8

FeS2

SO2

SO3

H2SO4

熔点/℃

85.5

115.2

>600(分解)

75.5

16.8

10.3

沸点/℃

60.3

444.6

10.0

45.0

337.0

回答下列问题:

(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为__________,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。

(2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_________

(3)图(a)为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为__________

(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为_____形,其中共价键的类型有______种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为________

(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为___________g·cm3;晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为______nm。

【答案】 哑铃(纺锤) H2S S8相对分子质量大,分子间范德华力强 平面三角 2 sp3

【解析】分析:(1)根据铁、硫的核外电子排布式解答;

2)根据价层电子对互斥理论分析;

3)根据影响分子晶体熔沸点高低的是分子间范德华力判断;

4)根据价层电子对互斥理论分析;

5)根据晶胞结构、结合密度表达式计算。

详解:(1)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则其价层电子的电子排布图(轨道表达式)为;基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,则电子占据最高能级是3p,其电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形。

2)根据价层电子对互斥理论可知H2SSO2SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数分别是,因此不同其他分子的是H2S

3S8、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体,由于S8相对分子质量大,分子间范德华力强,所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多;

4)气态三氧化硫以单分子形式存在,根据(2)中分析可知中心原子含有的价层电子对数是3,且不存在孤对电子,所以其分子的立体构型为平面三角形。分子中存在氧硫双键,因此其中共价键的类型有2种,即σ键、π键;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子形成4个共价键,因此其杂化轨道类型为sp3

5)根据晶胞结构可知含有铁原子的个数是12×1/4+14,硫原子个数是8×1/8+6×1/24,晶胞边长为a nmFeS2相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,则其晶体密度的计算表达式为;晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长是面对角线的一半,则为nm

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