Question

3．（1）中国古代四大发明之一--黑火药，它的爆炸反应为S+3C+2KNO₃$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$K₂S+3CO₂↑+N₂↑．
（1）上述反应式中属于周期表中第二周期的元素的电负性从大到小依次为O＞N＞C．
（2）与K同周期，且最外层只有一个电子的元素（除K以外）是Cu（填元素符号），该原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（3）已知CN^-与N₂结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为1：2
（4）将CO₂通入过量的NaOH溶液中，可得到一种正盐M，用价层电子对互斥理论推测该盐的阴离子的立体构型是平面正三角形．写出与该阴离子互为等电子体的一种离子．
（5）在生成物中，K₂S的晶体类型是离子晶体，若K₂S是一种具有面心立方最密堆积的结论，其晶胞如图所示，则每个S^2-与8个K⁺配位，若该晶胞的密度为ρg/cm³，则阴阳离子之间最短的距离为$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{440}{{N}_{A}}}$cm．（结果用ρ和N_A表示）

Answer 1

分析 （1）非金属性越强，则电负性越强；
（2）根据元素周期表可知，与K同周期，且最外层只有一个电子的元素（除K以外）是铜，铜为29号元素，根据核外电子排布规律可写出原子的核外电子排布式；
（3）N₂分子中有氮氮参键，其中一个σ键和两个π键，据此判断CN^-中σ键与π键数目之比；
（4）将CO₂通入过量的NaOH溶液中，可得到一种正盐M为碳酸钠，CO₃^2-中价层电子数=3+$\frac{1}{2}$（4+2-3×2）=3，且不含孤电子对，据此确定离子空间构型，原子个数相同价电子数相同的微粒为等电子体；
（5）K₂S中硫离子与钾离子之间是离子键，所以该晶体类型是离子晶体，根据晶胞结构图可知，以上底面面心上的硫离子为例，与之距离最近的钾离子有8个，根据均摊法可知，该晶胞中含有的钾离子为8个和硫离子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4个，结合密度可求得晶胞的边长，根据晶胞的结构可知阴阳离子之间最短的距离为体对角线的$\frac{1}{4}$，据此答题．

解答 解：（1）上述反应式中属于周期表中第二周期的元素为C、N、O，非金属性越强，则电负性越强，非金属性：O＞N＞C，则电负性O＞N＞C；
故答案为：O＞N＞C；
（2）根据元素周期表可知，与K同周期，且最外层只有一个电子的元素（除K以外）是Cu，铜为29号元素，铜原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案为：Cu；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（3）N₂分子中有氮氮参键，其中一个σ键和两个π键，所以CN^-中σ键与π键数目之比为1：2，
故答案为：1：2；
（4）CO₃^2-中价层电子数=3+$\frac{1}{2}$（4+2-3×2）=3，且不含孤电子对，所以是平面三角形构型，与CO₃^2-互为等电子体一种离子为NO₃^-、SiO₃^2-等，
故答案为：平面正三角形；NO₃^-或SiO₃^2-；
（5）K₂S中硫离子与钾离子之间是离子键，所以该晶体类型是离子晶体，根据晶胞结构图可知，以上底面面心上的硫离子为例，与之距离最近的钾离子有8个，根据均摊法可知，该晶胞中含有的钾离子为8个和硫离子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4个，所以晶胞的体积为$\frac{\frac{4×110}{{N}_{A}}}{ρ}$cm³=$\frac{440}{{N}_{A}ρ}$cm³，晶胞的边长为$\root{3}{\frac{440}{{N}_{A}}}$cm，根据晶胞的结构可知阴阳离子之间最短的距离为面对角线的$\frac{1}{4}$，所以阴阳离子之间最短的距离为$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{440}{{N}_{A}}}$cm=$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{440}{{N}_{A}}}$cm，
故答案为：离子晶体；8；$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{440}{{N}_{A}}}$．

点评 本题考查较为综合，涉及晶胞的计算、电子排布式的书写、等电子体等知识点，晶胞的计算是学习难点，应熟练掌握，题目难度较大．