题目内容

4．卤族元素是典型的非金属元素，卤素单质及其化合物在生产和生活中都有重要的用途．请回答下列问题：
（1）光气的分子式为COCl2，又称碳酰氯，是一种重要的含碳化合物，判断其分子立体构型为平面三角形．
（2）NaCl和MgO都属离子化合物，NaCl的熔点为801.3℃，MgO的熔点高达2800℃．MgO晶体的熔点高于NaCl晶体主要原因是MgO晶体中所含离子半径小、电荷数多，晶格能大．其中基态C1-的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p6．
（3）请根据如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I．
氟氯溴碘铍
第一电离能（kJ•mol-1）1681125111401008900
（4）CCl4分子中的C原子和NF3分子中的N原子的杂化方式．如果相同，则其杂化方式为sp3杂化；如果不相同，则其杂化方式分别为不填．写出CCl4的一种等电子体的化学式：SO42-等．
（5）CuCl42-是黄色的，而CuCl2的稀溶液是浅蓝色，说明原因稀溶液中主要形成[Cu（H2O）4]2+配离子．
（6）在电解冶炼铝的过程中加入冰晶石（Na3AlF6），可起到降低A12O3熔点的作用．冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图1甲所示，●位于大立方体的顶点和面心，O位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处所代表的微粒是Na+（填具体的微粒符号）．
（7）已知CaF2晶体（如图2），其中Ca2+的配位数为8．CaF2晶体的密度为ρg•cm-3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Ca2+的核间距为a cm，则CaF2的相对分子质量可以表示为$\frac{\sqrt{2}}{2}$ρNAa3．

分析 （1）光气的分子式为COCl2，结构式为，碳原子孤电子对数为0，价层电子对数为3；
（2）离子电荷越多、离子半径越小，晶格能越大，晶体的熔点越高；
C1-离子核外电子数为18，根据能量最低原理书写核外电子排布式；
（3）元素的第一电离能越大，元素失电子能力越弱，得电子能力越强，元素的第一电离能越小，元素失电子能力越强，得电子能力越弱，则越容易形成阳离子；
（4）CCl4分子中的C原子和NF3分子中的N原子的杂化轨道数目均为4；原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体；
（5）稀溶液中主要形成[Cu（H2O）4]2+配离子；
（6）利用均摊法计算晶胞中白色球、黑色球数目，再根据化学式判断；
（7）据均摊法可知晶胞中红色球数目为4、黄色球数目为8，结合化学式可知红色球为Ca2+、黄色球为F-，F-的配位数为4，晶体中配位数与微粒数目成反比，
设CaF2的相对分子质量为M，表示出晶胞质量，两个离得最近的钙离子是位于顶点和面心上的，则晶胞面对角线长度为2a c，故晶胞棱长为2a cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=$\sqrt{2}a$ cm，再结合m=ρV计算．

解答 解：（1）光气的分子式为COCl2，结构式为，碳原子孤电子对数为0，价层电子对数为3，则其空间结构为平面三角形，
故答案为：平面三角形；
（2）MgO晶体中所含离子半径小、电荷数多，晶格能大，故MgO晶体的熔点高于NaCl晶体的，
C1-离子核外电子数为18，核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，
故答案为：MgO晶体中所含离子半径小、电荷数多，晶格能大；1s22s22p63s23p6；
（3）卤族元素包含：F、Cl、Br、I、At元素，元素的第一电离能越小，元素失电子能力越强，得电子能力越弱，则越容易形成阳离子，根据表中数据知，已知卤族元素中第一电离能最小的是I元素，则碘元素易失电子生成简单阳离子，
故答案为：I；
（4）CCl4分子中的C原子和NF3分子中的N原子的杂化轨道数目均为4，均为sp3杂化；原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体，CCl4的一种等电子体的化学式为SiCl4、SO42-等，
故答案为：sp3杂化；SO42-等；
（5）稀溶液中主要形成[Cu（H2O）4]2+配离子，CuCl2的稀溶液是浅蓝色，
故答案为：稀溶液中主要形成[Cu（H2O）4]2+配离子；
（6）●的个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，○个数=12×$\frac{1}{4}$+8=11，要使两种离子的个数之比为1：3，则大立方体的体心处所代表的微粒是Na+，
故答案为：Na+；
（7）根据均摊法可知晶胞中红色球数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4、黄色球数目为8，结合化学式可知红色球为Ca2+、黄色球为F-，F-的配位数为4，则Ca2+的配位数为4×2=8，
假设CaF2的相对分子质量为M，则晶胞质量为4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，两个离得最近的钙离子是位于顶点和面心上的，则晶胞面对角线长度为2a c，故晶胞棱长为2a cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=$\sqrt{2}a$ cm，则4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g=ρg/cm3×（$\sqrt{2}a$ cm）3，解得M=$\frac{\sqrt{2}}{2}$ρNAa3，
故答案为：8；$\frac{\sqrt{2}}{2}$ρNAa3．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及空间构型判断、晶体类型与性质、核外电子排布、电离能、杂化方式、等电子体、配合物、晶胞结构与计算等，需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力．

练习册系列答案
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17．100mL某溶液含有的离子如表：
 离子 Cu2- Al3+ H+ Cl- SO42-
 c（mol/L） 1 1 2 3 a
用石墨做电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相  同条件下体积相同（忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象）．下列描述正确的是（　　）
A．电路中共转移0.9mol电子B．铝元素以Al（OH）3的形式存在
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15．已知磺酰氯（SO2Cl2）是一种有机氯化物，也是锂电池正极活性物质，SO2Cl2是一种无色液体，熔点-54.1℃，沸点69.1℃，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾．磺酰氯（SO2Cl2）的制备方法及装置图如图1：
SO2（g）+Cl2（g）═SO2C12（g）△H＜0，

（1）化合物SO2Cl2中S元素的化合价是+6．
（2）仪器D的名称是三颈瓶，仪器C的作用除了吸收氯气和二氧化硫，还具有防止空气中的水进入三颈瓶作用．
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（4）反应结束后，将丙中混合物分离开的实验操作是蒸馏．
（5）有关该实验叙述正确的是b
a、X、Y最好的席间组合是铜片和浓硫酸
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（6）GET公司开发的Li-SO2Cl2军用电池，其示意图如图2所示，已知电池反应为：2Li+SO2Cl2═2LiCl+SO2↑则电池工作时，正极的电极反应式为是SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑．
12．X、Y、Z、W为四种短周期主族元素，已知原子序数Y＞Z＞W＞X．其中X、Z同主族，Y、Z同周期，W是短周期主族元素中原子半径最大的，X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍，Y的最高正价与最低负价代数和为6．下列说法正确的是（　　）
A．X、Z两种元素的气态氢化物中，Z的气态氢化物较稳定
B．Y元素最高价氧化物对应的水化物化学式为H2YO4
C．原子半径由大到小的顺序为Z＞Y＞W
D．X与W形成的两种化合物中，阴、阳离子物质的量之比均为1：2
19．能正确表示下列反应的离子方程式的是（　　）
A．用过量石灰乳吸收工业尾气中的SO2：Ca2++2OH-+SO2═CaSO3↑+H2O
B．用酸性KMnO4溶液与H2O2反应，证明H2O2具有还原性：2MnO4-+6H++5H2O2═2Mn2++5O2↑+8H2O
C．用铜做电极电解NaCl溶液：2C1-+2H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2OH-
D．将Fe2O3加入到HI溶液中：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O↑
9．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素．W的气态氢化物的水溶液显碱性，X和Y同主族，Y元素的最高化合价为最低化合价的绝对值的3倍．下列说法错误的是（　　）
A．原子半径：Y＞Z＞X＞W
B．气态氢化物的热稳定性：Y＜Z
C．简单阴离子的还原性：Y＞X
D．最高价氧化物对应的水化物的酸性：Z＞Y
16．有机化合物甲、乙用于制备化妆品，二者合成路线如下（部分产物及条件略）．

已知：（-R、-R′代表烃基或-H）
（1）D的结构简式是CH≡CH．
（2）化合物A能与浓溴水反应产生白色沉淀．
①“E→F”的反应类型是加成反应．
②“F→有机化合物甲”的化学方程式是．
③化合物A的结构简式是．
（3）化合物C的分子式为C3H6O，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢．C的结构简式是．
（4）化合物W的相对分子质量为106，关于B与W的说法，正确的是ab．
a．互为同系物
b．可以用酸性KMnO4溶液鉴别
c．相同物质的量的B和W与H2完全反应，消耗H2物质的量不同
（5）M、N中均只含一种官能团，N中含有四个甲基．
①X的结构简式是．
②满足合成路线的N的同分异构体是．
13．下列实验操作、现象和结论均正确的是（　　）
选项实验操作现象结论
A向AgCl悬浊液中加入NaI溶液出现黄色沉淀Ksp（AgCl）＜Ksp（AgI）
B加热盛有NH4Cl固体的试管试管底部固体消失，试管口有晶体凝结NH4Cl固体可以升华
C向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液加入H2O2后溶液变成血红色Fe2+既有氧化性又有还原性
D向含I-的无色溶液中滴加少量新制氯水，再滴加淀粉溶液加入淀粉后溶液变成蓝色氧化性：Cl2＞I2
A．AB．BC．CD．D
11．下列物质性质与应用对应关系正确的是（　　）
A．氧化铝熔点很高，可用于制造耐火坩埚
B．浓硫酸具有脱水性，可用于干燥氢气
C．氢氧化铝能与氢氧化钠反应，可用于治疗胃酸过多
D．二氧化硅能与氢氟酸反应，可用于制光导纤维

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