题目内容

2．1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献．
（1）科学家通过X射线探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似，其中三种晶体的晶格能数据如下表：
晶体NaClKClCaO
晶格能/（kJ•mol-1）7867153401
四种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是MgO＞CaO＞NaCl＞KCl，Na、Mg、Al第一电离能I1从小到大的排列顺序是Na、Al、Mg．
（2）科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如图，其中配位键和氢键均采用虚线表示．
①实验证明，用蒸汽密度法测得的H2O的相对分子质量比用化学式计算出来的相对分子质量要大，其原因是水分子间有氢键发生缔合作用．
②SO42-中S原子的杂化类型是sp3，与其互为等电子体的分子有CCl4（SiCl4）等（任写一种）．
③Cu2+还能与NH3、Cl-等形成配位数为4的配合物，[Cu（NH3）4]2+中存在的化学键类型有AC（填序号）．
A．配位键    B．离子键    C．极性共价键   D．非极性共价键
④写出基态Cu原子的外围电子排布式3d104s1；金属铜采用面心立方堆积方式，已知Cu原子的半径为r pm，相对原子质量为M，NA表示阿伏加德罗常数，则金属铜的密度是$\frac{4M}{{N}_{A}（2\sqrt{2}r×1{0}^{-10}）^{3}}$g/cm3（列出计算式）．

分析 （1）影响晶体晶格能大小的因素有离子半径以及离子所带电荷的多少；同周期从左到右第一电离能增大，但是第IIA与IIIA族、第VA与VIA族反常；
（2）①因为水分子间存在氢键，氢键会使水分子成为缔合水分子，使得体积变小，所以用蒸汽密度法测得的H2O的相对分子质量比理论计算出来的相对分质量较大；
②根据S原子的价电子对数进行判断；具有相同原子数和价电子数的微粒互称为等电子体；
③配离子[Cu（NH3）4]2+中含有配位键，不同非金属元素之间形成极性共价键；
④铜为29号元素，根据原子核外电子排布规律书写外围电子排布式，根据均摊法计算出晶胞中铜原子数，Cu原子的半径为r pm，则晶胞的边长为$2\sqrt{2}$r pm，晶胞的体积为（$2\sqrt{2}$r×10-10）3cm3，根据$ρ=\frac{m}{V}$计算密度；

解答 解：（1）离子半径Mg2+＜Na+＜O2-＜Ca2+＜Cl-；离子电荷数Na+=Cl-＜O2-=Mg2+=Ca2+，离子晶体的离子半径越小，带电荷数越多，晶格能越大，则晶体的熔沸点越高，则有NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是MgO＞CaO＞NaCl＞KCl，
同周期从左到右第一电离能增大，但是第IIA与IIIA族、第VA与VIA族反常，则第一电离能I从小到大的排列顺序是Na、Al、Mg；
故答案为：MgO＞CaO＞NaCl＞KCl；Na、Al、Mg；
（2）①因为水分子间存在氢键，氢键会使水分子成为缔合水分子，使得体积变小，所以用蒸汽密度法测得的H2O的相对分子质量比理论计算出来的相对分质量较大，
故答案为：水分子间有氢键发生缔合作用；
②SO42-中S的价电子对数=$\frac{6+2}{2}$=4，形成四条杂化轨道，S原子的杂化方式为sp3，具有相同原子数和价电子数的微粒互称为等电子体，所以与SO42-互为等电子体的微粒有SiCl4等；
故答案为：sp3；CCl4（SiCl4）等；
③）①[Cu（NH3）4]2+中Cu2+与NH3之间的化学键为配位键，N-H为极性共价键，
故答案为：AC；
④铜为29号元素，其原子外围电子排布式为3d104s1，根据均摊法计算出晶胞中铜原子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，Cu原子的半径为r pm，则晶胞的边长为$2\sqrt{2}$r pm，晶胞的体积为（$2\sqrt{2}$r×10-10）3cm3，所以铜的密度$ρ=\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{4M}{{N}_{A}}}{（2\sqrt{2}r×1{0}^{-10}）^{3}}$g/cm3=$\frac{4M}{{N}_{A}（2\sqrt{2}r×1{0}^{-10}）^{3}}$g/cm3，
故答案为：3d104s1；$\frac{4M}{{N}_{A}（2\sqrt{2}r×1{0}^{-10}）^{3}}$．

点评 本题考查较为综合，题目难度中等，本题注意把握晶格能的大小比较、电子排布式的书写以及晶胞的计算等，注意元素周期律的递变规律．

练习册系列答案
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