题目内容
【题目】锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：
(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________，有________个未成对电子。
(2)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________________。
(3)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为________________________，微粒之间存在的作用力是________________。
(4)晶胞有两个基本要素：
①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(
，0，)；C为(，，0)。则D原子的坐标参数为________。
②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其密度为________g·cm－3(列出计算式即可)。
【答案】3d104s24p2 2 O>Ge>Zn sp3 共价键 (
，，) 
【解析】
(1)根据构造原理书写锗的核外电子排布式，结合一个轨道上最多有2个自旋方向相反的电子存在确定原子中成单电子数目；
(2)同一周期元素，原子序数越大，元素的电负性越大；元素的非金属性越强，其电负性就越大；
(3)根据金刚石的结构及其中C原子杂化方式分析判断Ge原子杂化类型和化学键类型；
(4)①由A、B、C参数，可知A为坐标系原点，B处于前平面面心、C处于下底面面心，D与周围4个原子形成正四面体结构，D处于四面体中心，D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上。
②先计算一个晶胞中含有的Ge原子个数、晶胞的质量，再计算晶胞体积，根据ρ=
计算晶体密度。
(1)32号锗元素在周期表的第四周期第ⅣA族，根据构造原理，可知Ge核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，p轨道上的2个电子是未成对电子。
(2)Zn和Ge为同周期元素，Ge在Zn的右边，因此Ge的电负性比Zn的强；O为活泼的非金属元素，电负性强于Ge和Zn，因此三者电负性由大至小的顺序为O>Ge>Zn。
(3)Ge单晶为金刚石型结构，金刚石中碳原子的杂化方式为sp3，因此Ge原子的杂化方式也为sp3；在Ge单晶中Ge原子之间存在的作用力为共价键。
(4)①由A、B、C参数，可知A为坐标系原点，B处于前平面面心、C处于下底面面心，D与周围4个原子形成正四面体结构，D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上，过面心B、C及上底面面心原子的平面且平行侧面将晶胞2等分，同理过D原子的且平行侧面的平面将半个晶胞2等分，可知D位于到各个面的处，由B、C参数可知晶胞棱长为1，D到各坐标平面的距离均为，故D的坐标参数为(，，)；
②每个晶胞中含有锗原子8×
＋6×
＋4=8(个)，每个晶胞的质量m=
，晶胞的体积V= (565.76×10-10 cm)3，所以晶胞的密度ρ=
=
g/cm3= g/cm3。
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【题目】（一）（1）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)
H2(g) + I2(g)。在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 120 |
x(HI) | 1 | 0.91 | 0.85 | 0.815 | 0.795 | 0.784 |
x(HI) | 0 | 0.60 | 0.73 | 0.773 | 0.780 | 0.784 |
①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：___________。
②上述反应中，正反应速率为v正= k正·x2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆·x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k正为________(以K和k逆表示)。若k正= 0.0027min-1，在t=40min时，v正=________min-1。
③由上述实验数据计算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_________________（填字母）。
（二）常温下，将0.01 mol·L-1的Ba(OH)2溶液200mL和0.01 mol·L-1的NaHSO4溶液100mL混合，反应后溶液的pH值为______________________。