Question

试回答下列问题：
I．甲、乙两种元素是同一周期的相邻元素，乙元素的原子的最外层有5个电子，甲元素有多种同素异形体，其中一种能导电．若由甲、乙两元素形成的一种化合物硬度比金刚石大，则该化合物属于

 

晶体，其化学式为

 

，若要使其熔化，需破坏的化学键为

 

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II．人们一直致力于人工固氮的研究以获得廉价的氮肥．科学家先后提出并合成了固氮酶的多种模拟物．其中一类是含Mo、Fe、S原子的类立方体结构，如图所示．图中左右两边对称，各含一个近似立方体的结构．每个立方体含有4个Fe原子和4个S原子，它们位于立方体的8个顶点，且原子间只有一种化学键．
请在图中左边立方体的○内填写出其余3个Fe原子．
上述一个立方体中4个Fe原子所在顶点连接所构成的空间几何体为

 

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Answer 1

考点：晶胞的计算,原子晶体

专题：化学键与晶体结构

分析：Ⅰ甲元素有多种同素异形体，其中一种能导电，则甲为碳元素，甲、乙两种元素是同一周期的相邻元素，乙元素的原子的最外层有5个电子，所以乙为氮元素，甲、乙两元素形成的一种化合物硬度比金刚石大，则该化合物为原子晶体，根据化合价代数和为零，可知其化学式为C₃N₄，由于是原子晶体，里面存在共价键，所以熔化时要破坏共价键，据此答题；
Ⅱ由信息可知，小正方体中4个铁原子应在互不相邻的顶点上，将四个顶点连接即可得到其空间构型．

解答： Ⅰ、甲元素有多种同素异形体，其中一种能导电，则甲为碳元素，甲、乙两种元素是同一周期的相邻元素，乙元素的原子的最外层有5个电子，所以乙为氮元素，甲、乙两元素形成的一种化合物硬度比金刚石大，则该化合物为原子晶体，碳元素的非金属性小于氮元素，所以碳显正价，氮元素显负价，在该化合物中，碳元素显+4价，N元素显-3价，根据化合价代数和为零，可知其化学式为C₃N₄，由于是原子晶体，里面存在共价键，所以熔化时要破坏极性共价键，故答案为：原子； C₃N₄； 共价键或极性键；
Ⅱ、因为在图中4个Fe原子和4个S原子，它们位于立方体的8个顶点，且原子间只有一种化学键，所以在立方体中铁原子和硫原子应当交替分布，小正方体中4个铁原子应在互不相邻的顶点上，所以可画得图为；由信息可知，小正方体中4个铁原子应在互不相邻的顶点上，且这四个顶点连接构成正四面体，
故答案为：；正四面体．

点评：本题考查较综合，涉及空间构型的判断、杂化方式的判断、化学式的确定、晶体结构的理解等知识点，同时考查学生空间想象能力，难度中等