Question

【題目】黃銅礦是一種重要的化工原料，主要成分是CuFeS2，另外還有少量的氧化鋁、二氧化硅及水分，通過化學工藝可獲得許多化工產品。

（1）銅元素位于元素周期表中_________(填寫周期、族)；基態(tài)Fe原子的價層電子軌道表達式為_____；

（2）硫位于第VIA 族，該族元素氫化物沸點由低到高的順序及原因是_________(必要化學用語及文字簡答)。

（3）基態(tài)氮原子的第一電離能大于氧原子的第一電離能的原因是__________。

（4）由鋁和氯元素組成的化合物熔點190℃、在熔融態(tài)不導電；該化合物易升華，其蒸氣密度是相同條件下氫氣的133.5倍。請寫出其蒸氣分子的結構式______________(如有配位鍵，請 用“→”表 示 )。（5）黃銅礦在空氣中高溫灼燒可以得到固體混合物和廢氣,固體混合物中有X和Y兩化合物。固體化合物X的晶胞模型如圖甲所示：

①化合物X的化學式：___________；

②廢氣中SO2經催化氧化生成SO3，SO3分子中硫原子雜化方式為___________；SO3分子空間構型是___________。

（6）黃銅礦高溫灼燒得到的另一固體化合物Y的晶胞模型如圖乙，已知丫晶體密度為ρg/cm3，則Y 晶體中晶胞邊長是_____cm。

Answer 1

【答案】 第4周期第ⅠB 該族氫化物沸點由低到高的順序為H2S、H2Se、H2Te、H2O，H2S、H2Se、H2Te因相對分子質量逐漸增大，分子間作用力增大，沸點升高；而H2O分子之間因形成的氫鍵大于分子間作用力，沸點更高（合理答案均計分） N原子2P軌道處于半充滿，原子穩(wěn)定，而O原子2P軌道需失去一個電子才能達到半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)（合理答案均計分） Cu2S sp2 平面三角形

【解析】（1）由元素周期表得，銅元素原子的核外電子排布由里往外依次為：2、8、18、1；位于元素周期表中第4周期第ⅠB族；正確答案：第4周期、第ⅠB。Fe原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，其3d、4s電子為其價電子，根據(jù)構造原理書寫其價電子軌道表示式為 ；正確答案：。

（2）H2S、H2Se、H2Te因相對分子質量逐漸增大，分子間作用力增大，沸點升高；而H2O分子之間因形成的氫鍵大于分子間作用力，沸點更高；所以該族氫化物沸點由低到高的順序為H2S、H2Se、H2Te、H2O；正確答案：該族氫化物沸點由低到高的順序為H2S、H2Se、H2Te、H2O，H2S、H2Se、H2Te因相對分子質量逐漸增大，分子間作用力增大，沸點升高；而H2O分子之間因形成的氫鍵大于分子間作用力，沸點更高。

（3）N原子2P軌道處于半充滿，原子穩(wěn)定，而O原子2P軌道需失去一個電子才能達到半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以基態(tài)氮原子的第一電離能大于氧原子的第一電離能；正確答案：N原子2P軌道處于半充滿，原子穩(wěn)定，而O原子2P軌道需失去一個電子才能達到半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)。

（4）該化合物蒸氣密度是相同條件下氫氣的133.5倍，故該化合物相對分子質量為133.52=267，又因為該化合物熔點190℃、在熔融態(tài)不導電，故該化合物為共價化合物，含有共價鍵；又因為Al與3個Cl形成共價鍵后，距離8電子穩(wěn)定結構還差2個，這時，另外一個Cl提供2個電子，形成配位鍵，從而使其達到穩(wěn)定結構，因為配位鍵箭頭要指向中心原子，其蒸氣分子的結構式；正確答案：。

（5）Cu2S 在一個晶胞中，S：8+1=2 Cu:4 ，所以化合物X的化學式為Cu2S；因為S價電子數(shù)為6，配原子提供電子數(shù)為0，由公式：（中心原子價電子數(shù)+配原子提供的電子數(shù)）/2，得（6+03）/2=3所以為sp2，SO3分子中硫原子雜化方式為sp2，SO3分子空間構型是平面三角形；正確答案：Cu2S； sp2 ； 平面三角形。

（6）設晶體中晶胞邊長為lcm；Y的化學式為Fe2O3,單位晶胞中含有兩個Fe2O3，所以由=m/v=2160/NAl3可得，l=2160/NA cm