Question

【题目】碳和硫是高中化学学习的两种重要非金属元素

(1)下列C原子的电子排布式表达的状态中能量最高的是_____。

A 1s22s22p2 B.1s22s22px12py1 C.1s22s22px12pz1 D.1s22s12px12py12pz1

(2)硫有一种结构为的分子(灰球代表硫原子)。其中硫原子杂化方式为_____。

(3)Fe(CO)5可用作催化剂、汽油抗爆剂等，其分子中σ键和π键的数目之比为_____。

(4)已知CS2晶体结构类似于干冰。CS2晶体中与每个CS2分子距离最近且等距的CS2分予有_____个。推测CS2晶体密度与冰的晶体密度较大的为_____。可能的原因是_____。又知CS2晶体中晶胞参数是apm，NA表示阿佛加德罗常数的值，晶体密度为_____g/cm3(用含a、NA等符号的表达式表示)。

(5)Na2S是高子晶体，其晶格能可通过图的Born﹣Haber循环计算得到。

由此可知，Na原子的第一电离能为_____kJ/mol，Na2S的晶格能为_____kJ/mol。(用图中给出的符号作答)

Answer 1

【答案】D sp3 1：1 12 CS2晶体 冰晶体中水分子之间形成的氢键具有方向性与饱和性，空间利用率低，密度下，而CS2晶体中分子之间为范德华力，没有方向性，分子密堆积，密度大 f

【解析】

（1）基态原子核外电子排布式符合能量最低原理、泡利原理、洪特规则，选项中A、B、C为基态原子电子排布式。D中2s能级1个电子跃迁到2p能级，为激发态，D表示的原子的能量更高，故答案为：D；

（2）结构中S原子形成2个S﹣S键，有2对孤对电子，杂化轨道数目为4，S原子杂化方式为sp3杂化，故答案为：sp3；

（3）Fe(CO)5中Fe与5个CO分子形成5个配位键，属于σ键，CO与氮气分子互为等电子体，CO结构式为C≡O，CO分子中含有1个σ键、2个π键，Fe(CO)5分子含有10个σ键、10个π键，含有的σ键、π键数目之比为1：1，故答案为：1：1；

（4）CS2晶体结构类似于干冰，则CS2晶体中CS2位于立方晶胞的顶点与面心位置，以顶点CS2分子研究，与之紧邻的CS2分子处于晶胞面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，故晶体中与1个CS2分子距离最近且等距的CS2分子数为；冰晶体中水分子之间形成的氢键具有方向性与饱和性，空间利用率低，密度下，而CS2晶体中分子之间为范德华力，没有方向性，分子密堆积，密度大；

晶胞中CS2分子数目==4，晶胞质量＝g，晶体密度＝ gcm﹣3，故答案为：12；CS2晶体；冰晶体中水分子之间形成的氢键具有方向性与饱和性，空间利用率低，密度下，而CS2晶体中分子之间为范德华力，没有方向性，分子密堆积，密度大；；

（5）气态基态Na原子失去1个电子转化为气态基态钠离子需要的最低能量为Na的第一电离能，故Na的第一电离能为kJ/mol；Na2S晶格能是Na+、S2-气态离子形成1molNa2S晶体释放的能量，故Na2S的晶格能为 f kJ/mol，故答案为：；f。