Question

15．三硫化四磷是黄绿色针状结晶，其结构如图所示，不溶于冷水，溶于叠氮酸、二硫化碳、苯等有机溶剂．在沸腾的NaOH稀溶液中会迅速水解．回答下列问题：
（1）Se是S的下一周期同主族元素，其核外电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴；
（2）第一电离能：S＜（填“＞”“＜”或“=”，下同）P；电负性：S＞P．
（3）三硫化四磷分子中P原子采取sp³杂化，与PO₃^-互为等电子体的化合物分子的化学式为SO₃．
（4）二硫化碳属于非极性 （填“极性”或“非极性”）分子．
（5）用N_A表示阿伏加德罗常数的数值，0.1mol三硫化四磷分子中含有的孤电子对数为N_A．
（6）纯叠氮酸（HN₃）在常温下是一种液体，沸点较高，为308.8K，主要原因是HN₃分子间存在氢键．
（7）氢氧化钠具有NaCl型结构，其晶饱中Na⁺与OH^-之间的距离为acm，晶胞中Na⁺的配位数为6，用N_A表示阿伏加德罗常数的数值，NaOH的密度为$\frac{20}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3．

Answer 1

分析 （1）Se是S的下一周期同主族元素，其核外电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴；
（2）同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族元素大于相邻元素；同一主族元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小；同一周期中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，同一主族中，元素的电负性随着原子序数的增大而减小；
（3）P₄S₃中P原子成3个P-S键、含有一对孤对电子，杂化轨道数为4，P原子采取sp³杂化；与PO₃^-互为等电子体的化合物分子的化学式为SO₃；
故答案为：sp³；SO₃；
（4）二硫化碳与二氧化碳的结构相似，正负电荷中心重合，属于非极性分子；
（5）根据图知，每个P上1对孤对电子对，每个S有2对孤对电子对；
（6）HN₃分子间存在氢键，使沸点反常的升高；
（7）以体心Na⁺研究，与之相邻的Cl^-位于面心，晶胞中Na⁺的配位数为6，晶胞中Na⁺与Cl^-之间的距离为a cm，则晶胞棱长为2a cm，晶胞体积为（2a cm）³，晶胞中Na⁺离子数目为1+12×$\frac{1}{4}$=4、Cl^-离子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，则晶胞质量为4×$\frac{40}{{N}_{A}}$g，则晶胞密度为4×$\frac{40}{{N}_{A}}$g÷（2a cm）³=$\frac{20}{{a}^{3}{N}_{A}}$g．cm^-3．

解答 解：（1）Se是S的下一周期同主族元素，其核外电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴，故答案为：[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴；
（2）同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族元素大于相邻元素；同一主族元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小；同一周期中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，同一主族中，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，第一电离能：S＜P；电负性：S＞P，故答案为：＜；＞；
（3）P₄S₃中P原子成3个P-S键、含有一对孤对电子，杂化轨道数为4，P原子采取sp³杂化；与PO₃^-互为等电子体的化合物分子的化学式为SO₃；
故答案为：sp³；SO₃；
（4）二硫化碳与二氧化碳的结构相似，正负电荷中心重合，属于非极性分子，故答案为：非极性；
（5）根据图知，每个P上1对孤对电子对，每个S有2对孤对电子对，1mol共10对孤对电子对，0.1mol含有N_A孤对电子对数，故答案为：N_A；
（6）纯叠氮酸（HN₃）在常温下是一种液体，沸点较高，为308.8K，主要原因是HN₃分子间存在氢键，使沸点反常的升高，故答案为：HN₃分子间存在氢键；
（7）以体心Na⁺研究，与之相邻的Cl^-位于面心，晶胞中Na⁺的配位数为6，晶胞中Na⁺与Cl^-之间的距离为a cm，则晶胞棱长为2a cm，晶胞体积为（2a cm）³，晶胞中Na⁺离子数目为1+12×$\frac{1}{4}$=4、Cl^-离子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，则晶胞质量为4×$\frac{40}{{N}_{A}}$g，则晶胞密度为4×$\frac{40}{{N}_{A}}$g÷（2a cm）³=$\frac{20}{{a}^{3}{N}_{A}}$g．cm^-3，
故答案为：6；$\frac{20}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

点评 本题考查了核外电子排布式、杂化轨道类型、第一电离能、电负性、分子的极性与非极性、晶胞计算等知识，综合性较强，难度较大．