Question

卤族元素的单质和化合物很多，请利用所学物质结构与性质的相关知识回答下列问题：
（1）卤族元素位于周期表的

 

区；氟原子的电子排布图为

 

溴原子的价电子排布式为

 

（2）在不太稀的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合形式存在的．使氢氟酸分子缔合的作用力是

 

（3）已知高碘酸有两种形式，化学式分别为H₅IO₆和HIO₄，前者为五元酸，后者为一元酸．请比较二者酸性强弱：I

 

HI．（填“＞”、“＜”或“=”）．H₅IO₆中α键与π键的个数比为

 

_．
（4）碘在水中的溶解度虽然小，但在碘化钾溶液中溶解度却明显增大．这是由于溶液中发生下列反应+=与K类似的，还有I等．已知I不稳定，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质，则它按下列

 

式发生．
A．I=Cl+ICl       B．I=+Cl₂
（5）Cl的空间构型为

 

型，中心氯原子的杂化轨道类型为

 

，写出一个Cl的等电子体

 

．
（6）如图为碘晶体晶胞结构．有关说法中正确的是

 

．
A．碘分子的排列有2种不同的取向
B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子
C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体
D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力
（7）已知CaF₂晶体（见图）的密度为ρg/cm³．为阿伏加德罗常数，相邻的两个核间距为a cm，则Ca的摩尔质量可以表示为

 

．

Answer 1

考点：氯、溴、碘及其化合物的综合应用,晶胞的计算,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构,卤族元素

分析：（1）根据基态原子核外电子排布式中最后填入电子名称确定区域名称，溴是35号元素，最外层电子为其价电子，4s能级上排列2个电子，4p能级上排列5个电子；
（2）根据氢键是分子间的强相互作用力来分析解答；
（3）根据含氧酸中，酸的元数取决于羟基氢的个数，含非羟基氧原子个数越多，酸性越强；
（4）离子晶体的晶格能与离子半径成反比，与离子所带电荷成正比；
（5）根据价层电子对互斥理论来确定其杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数；等电子体是具有相同的价电子数和相同原子数的微粒；
（6）碘为分子晶体，晶胞中占据顶点和面心，以此分析；
（7）根据ρV=

M

NA

计算相对分子质量．

解答： 解：（1）根据构造原理知，卤族元素最后填入的电子为p电子，所以卤族元素位于元素周期表的p区；溴是35号元素，最外层电子为其价电子，4s能级上排列2个电子，4p能级上排列5个电子，所以其价电子排布式为4s²4p⁵，原子的电子排布图为：，故答案为：p；；4s²4p⁵；
（2）HF分子之间存在氢键，使氢氟酸分子缔合，故答案为：氢键；
（3）H₅IO₆（）中含有5个羟基氢，为五元酸，含非羟基氧原子1个，HIO₄为一元酸，含有1个羟基氢，含非羟基氧原子3个，所以酸性：H₅IO₆＜HIO₄，故答案为：＜；
（4）离子晶体中离子电荷越多，半径越小离子键越强，离子晶体的晶格能越大，已知已知CsICl₂不稳定，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质，所以发生的反应为CsICl₂=CsCl+ICl，
故答案为：A；
（5）ClO₂^-中心氯原子的价层电子对数n=2+

7+1-2×2

2

=4，属于sp³杂化；等电子体具有相同的电子数目和原子数目的微粒，所以与ClO₂^-互为等电子体的分子为Cl₂O、OF₂等，故答案为：sp³；Cl₂O或OF₂；
（6）A．碘分子的排列有2种不同的取向，在顶点和面心不同，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构，故A正确；
B．用均摊法计算：顶点碘分子个数加面心碘分子个数=8×

1

8

+6×

1

2

=4，因此平均每个晶胞中有4个碘分子，即有8个碘原子，故B错误；
C．碘晶体为无限延伸的空间结构，构成微粒为分子，是分子晶体，故C错误；
D．碘晶体中的碘原子间存在I-I非极性键，且晶体中碘分子之间存在范德华力，故D正确；
故答案为：AD；
（7）该晶胞中含有钙离子个数=

1

8

×8+

1

2

×6=4，根据一个晶胞的质量为ρV=

M

NA

，Ca的摩尔质量在数值上和其相对分子质量是相等的，即M=ρVN_A=

a3ρNA

4

，故答案为：

a3ρNA

4

．

点评：本题考查物质结构与性质，综合性强，涉及元素周期表、核外电子排布、分子结构与性质、电离能、晶体结构与性质、杂化轨道、等电子体、晶胞计算等，侧重对主干知识的考查，需要学生熟练掌握基础知识，题目难度中等．