Question

20．氧元素和卤族元素都能形成多种物质，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解．
（1）COCl₂的空间构型为平面三角形；溴的价电子排布式为4s²4p⁵．
（2）已知CsICl₂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A式分解． A．CsICl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CsCl+ICl　　　B．CsICl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CsI+Cl₂
（3）根据下表提供的第一电离能数据判断，最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是碘．

	氟	氧	溴	碘
第一电离能 （kJ/mol）	1 681	1 251	1 140	1 008

（4）下列分子既不存在s-p σ键，也不存在p-p π键的是D．
A．HCl　　　B．HF　　　C．SO₂　　　D．SCl₂
（5）已知ClO₂^-为角型，中心氯原子周围有四对价层电子．ClO₂^-中中心氯原子的杂化轨道类型为sp³杂化，写出与CN^-互为等电子体的分子：N₂或 CO（写出1个）．
（6）钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物固体，其结构如图所示．由此可判断该钙的氧化物的化学式为CaO₂．已知该氧化物的密度是ρ g•cm^-3，则晶胞中离得最近的两个钙离子间的距离为$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{72×4}{ρN{\;}_{A}}}$ cm（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为N_A）．

Answer 1

分析 （1）COCl₂中C原子的价电子对数为$\frac{4+2}{2}$=3，C原子采取sp²杂化，中心原子无孤电子对，C与O原子之间形成C=O双键，其结构式是，据此判断分子空间构型，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，据此写出价电子排布式；
（2）在离子晶体中离子半径越小，晶格能越大，据此判断；
（3）第一电离能是指原子失去一个电子所需的能量，第一电离能越小，就越容易失去一个电子，据此答题；
（4）A． HCl中存在s-pσ键，B．HF中存在s-pσ键，C． SO₂中存在p-pπ键，D． SCl₂中存在p-pσ键，据此答题；
（5）根据中心原子的价层电子对数确定其杂化方式；等电子体是具有相同的价电子数和相同原子数的微粒；
（6）根据均摊法确定晶胞中各种原子的个数，再确定其化学式，根据密度确定晶胞的体积，进而求得晶胞的边长，两个离得最近的钙是位于顶点和面心上的，它们的距离为晶胞边长的$\frac{\sqrt{2}}{2}$，据此答题；

解答 解：（1）COCl₂中C原子的价电子对数为$\frac{4+2}{2}$=3，C原子采取sp²杂化，中心原子无孤电子对，C与O原子之间形成C=O双键，其结构式是，所以它的空间构型为平面三角形，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，其价电子排布式为4s²4p⁵，
故答案为：平面三角形；4s²4p⁵；
（2）在离子晶体中离子半径越小，晶格能越大，比较两个反应的产物可知，由于氯离子的半径小于碘离子，所以CsCl的晶格能大于CsI的晶格能，故答案选A；
（3）第一电离能是指原子失去一个电子所需的能量，第一电离能越小，就越容易失去一个电子，比较表格中的数据可知，碘更容易形成较稳定的单核阳离子，
故答案为：碘；
（4）A． HCl中存在s-pσ键，B．HF中存在s-pσ键，C． SO₂中存在p-pπ键，D． SCl₂中存在p-pσ键，
故答案为：D；
（5）因为氯原子周围有四对价层电子，所以中心原子的杂化方式为sp³杂化；CN^-中有两个原子，价电子数为10个，根据等电子体是具有相同的价电子数和相同原子数的微粒可知，它的等电子体分子是N₂或 CO，
故答案为：sp³杂化；N₂或 CO；
（6）根据均摊法可知晶胞中钙离子的个数为6×$\frac{1}{2}+8×$$\frac{1}{8}$=4，过氧离子的个数为12×$\frac{1}{4}$+1=4，故其化学式为CaO₂，设晶胞的边长为a，根据ρ=$\frac{\frac{4×（40+32）}{{N}_{A}}}{a{\;}^{3}}$，得a=$\root{3}{\frac{72×4}{ρN{\;}_{A}}}$cm，两个离得最近的钙是位于顶点和面心上的，它们的距离为晶胞边长的 $\frac{\sqrt{2}}{2}$倍，即为$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{72×4}{ρN{\;}_{A}}}$cm，
故答案为：CaO₂；$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{72×4}{ρN{\;}_{A}}}$．

点评 本题主要考查原子核外电子排布、晶格能、原子杂化轨道、晶胞的计算等知识点，中等难度，解题时注意基础知识的灵活运用．