Question

【題目】（一）是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學元素。

試回答下列問題：

①表中堿性最強的為_______(寫出化學式)；氫化物穩(wěn)定性最強的為 ______ ；（寫出化學式）

②基態(tài)o原子的價電子排布圖為______；P3+離子與KSCN反應新生成的化學鍵為 _____ 鍵。

③將周期表中g、h、i、j四種元素的第一電離能由大到小排序為_________ (用元素符號表示)。

（二）SiO2晶胞(如圖1)可理解成將金剛石晶胞(如圖2)中的C原子置換成Si原子，然后在Si—Si之間插入O原子而形成。

①推測SiO2晶胞中Si采用______雜化，O—Si—O的鍵角為___________。

②一個SiO2晶胞中，含有_______個Si原子。

③金剛石和晶體硅都是原子晶體，具有相似的結(jié)構(gòu)，則熔點：金剛石_______Si晶體（填“大于”，“等于”或“小于”）

④假設金剛石晶胞的邊長為a pm，NA為阿伏伽德羅常數(shù)，試計算該晶胞的密度______ g·cm－3(寫出表達式即可)。

Answer 1

【答案】KOH HF 配位鍵 Si＞Mg＞Al＞Na sp3 109°28′ 8 大于

【解析】

(一)根據(jù)元素在周期表中的位置知，a到p分別是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Mn、Fe元素；結(jié)合原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分析解答；

(二)①SiO2晶胞中Si原子形成4個Si-O鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為4，形成S-O正四面體結(jié)構(gòu)，據(jù)此分析解答；

②SiO2晶胞中，4個Si處于晶胞內(nèi)部，另外原子處于晶胞頂點、面心，根據(jù)均攤法計算晶胞中Si原子數(shù)目；

③金剛石和晶體硅都是原子晶體，碳原子半徑小于硅原子半徑，則C-C共價鍵的鍵能大于Si-Si共價鍵的鍵能，據(jù)此分析判斷；

④根據(jù)均攤法，計算一個金剛石晶胞中含有碳原子數(shù)，進而計算晶胞的質(zhì)量和晶胞的體積，最后計算晶胞的密度。

(一)根據(jù)元素在周期表中的位置知，a到p分別是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Mn、Fe元素；

①元素的金屬性越強，最高價氧化物的水化物的堿性越強，堿性最強的是KOH；元素的非金屬性越強，氫化物越穩(wěn)定，穩(wěn)定性最強的為HF，故答案為：KOH；HF；

②基態(tài)Mn原子的外圍電子為其3d、4s電子，其外圍電子排布圖為，Fe3+離子與KSCN反應新生成的化學鍵為配位鍵，故答案為：；配位鍵；

③同一周期元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族第一電離能大于其相鄰元素，所以第一電離能Si＞Mg＞Al＞Na，故答案為：Si＞Mg＞Al＞Na；

(二)①SiO2晶胞中Si原子形成4個Si-O鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為4，Si原子采取sp3雜化，形成S-O正四面體結(jié)構(gòu)，O-Si-O的鍵角為：109°28′，故答案為：sp3；109°28′；

②SiO2晶胞中，4個Si處于晶胞內(nèi)部，另外原子處于晶胞頂點、面心，晶胞中Si原子數(shù)目=4+8×+6×=8，由化學式可知晶胞中O原子數(shù)目=8×2=16，故答案為：8；

③金剛石和晶體硅都是原子晶體，具有相似的結(jié)構(gòu)，由于碳原子半徑小于硅原子半徑，則C-C共價鍵的鍵能大于Si-Si共價鍵的鍵能，因此熔點：金剛石＞Si晶體，故答案為：大于；

④根據(jù)圖示，一個金剛石晶胞中含有碳原子數(shù)=4+8×6×=8，則晶胞的質(zhì)量=g，晶胞的體積為pm3=(a ×10-10)cm3，因此晶胞的密度== g·cm－3，故答案為：。