Question

卤族元素的单质和化合物很多，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它们．
（1）卤族元素位于周期表的

 

区；溴的价电子排布式为

 

．
（2）在不太稀的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合（HF）₂形式存在的．使氢氟酸分子缔合的作用力是

 

．
（3）请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

 

．

	氟	氯	溴	碘	铍
第一电离能 （kJ/mol）	1681	1251	1140	1008	900

（4）已知高碘酸有两种形式，化学式分别为H₅IO₆（）和HIO₄，前者为五元酸，后者为一元酸．请比较二者酸性强弱：H₅IO₆

 

HIO₄．（填“＞”、“＜”或“=”）
（5）碘在水中的溶解度虽然小，但在碘化钾溶液中溶解度却明显增大这是由于溶液中发生下列反应I^-+I₂=I₃^-．I₃^-离子的中心原子周围σ键电子对对数为

 

，孤电子对对数为

 

，I₃^-离子的空间构型为

 

．与KI₃类似的，还有CsICl₂等．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

 

式发生．
A．CsICl₂=CsCl+ICl          B．CsICl₂=CsI+Cl₂
（6）已知ClO₂^-为角型，中心氯原子周围有四对价层电子．ClO₂^-中心氯原子的杂化轨道类型为

 

，写出一个ClO₂^-的等电子体

 

．
（7）如图1为碘晶体晶胞结构．有关说法中正确的是

 

．
A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构
B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子
C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体
D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力

（8）已知CaF₂晶体（如图2）的密度为ρg/cm³，N_A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

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,元素周期表的结构及其应用,氯、溴、碘及其化合物的综合应用

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：（1）根据基态原子核外电子排布式中最后填入电子名称确定区域名称，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；
（2）根据氢键分析解答；
（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）根据含氧酸中，酸的元数取决于羟基氢的个数，含非羟基氧原子个数越多，酸性越强；
（5）I₃^-离子的中心原子形成2个I-I；最外层8个电子，则孤电子对对数为3，空间构型为直线型；离子晶体的晶格能与离子半径成反比，与离子所带电荷成正比；
（6）根据价层电子对互斥理论来确定其杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数；等电子体是具有相同的价电子数和相同原子数的微粒；
（7）碘为分子晶体，晶胞中占据顶点和面心，以此分析；
（8）利用均摊法确定该立方体中含有的离子数目，最近相邻的两个Ca²⁺的核间距为a cm，则晶胞棱长=

2

2

×2a cm=

2

a cm，根据ρV=nM计算相对分子质量．

解答： 解：（1）根据构造原理知，卤族元素最后填入的电子为p电子，所以卤族元素位于元素周期表的p区；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，所以其价电子排布式为4s²4p⁵，故答案为：p；4s²4p⁵；
（2）HF分子之间存在氢键，使氢氟酸分子缔合，故答案为：氢键；
（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，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）H₅IO₆（）中含有5个羟基氢，为五元酸，含非羟基氧原子1个，HIO₄为一元酸，含有1个羟基氢，含非羟基氧原子3个，所以酸性：H₅IO₆＜HIO₄，故答案为：＜；
（5）I₃^-离子的中心原子形成2个I-I；最外层8个电子，则孤电子对对数为3，空间构型为直线型；离子晶体中离子电荷越多，半径越小离子键越强，离子晶体的晶格能越大，已知已知CsICl₂不稳定，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质，所以发生的反应为CsICl₂=CsCl+ICl，
故答案为：2；3；直线型；A；
（6）ClO₂^-中心氯原子的价层电子对数n=2+

7+1-2×2

2

=4，属于sp³杂化；等电子体具有相同的电子数目和原子数目的微粒，所以与ClO₂^-互为等电子体的分子为Cl₂O、OF₂等，故答案为：sp³；Cl₂O或OF₂；
（7）A．碘分子的排列有2种不同的取向，在顶点和面心不同，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构，故A正确；
B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘分子，即有8个碘原子，故B错误
C．碘晶体为无限延伸的空间结构，构成微粒为分子，是分子晶体，故C错误；
D．碘晶体中的碘原子间存在I-I非极性键，而晶体中分子之间存在范德华力，故D错误；
故答案为：A；
（8）该晶胞中含有钙离子个数=

1

8

×8+

1

2

×6=4，含有氟离子个数=8，近相邻的两个Ca²⁺的核间距为a cm，则晶胞棱长=

2

2

×2a cm=

2

a cm，故晶胞体积=（

2

a cm）³=2

2

a³ cm³，故ρ×2

2

a³ =

4

NA

×M，则M=

2 a3ρNA

2

，故答案为：

2 a3ρNA

2

．

点评：本题考查物质结构与性质，综合性强，涉及元素周期表、核外电子排布、分子结构与性质、电离能、晶体结构与性质、杂化轨道、等电子体、晶胞计算等，侧重对主干知识的考查，需要学生熟练掌握基础知识，题目难度中等．