Question

4．（1）根據(jù)VSEPR模型判斷，下列微粒中所有原子都在同一平面上的一組是B．
A、SO₃^2-和NO₂^-B、NO₃^-和SO₃
C、H₃O⁺和ClO₃^-D、PO₄^3-和SO₃^2-
（2）CaF₂的晶胞如圖所示．
①下列有關(guān)CaF₂的表達(dá)正確的是bd．
a．Ca²⁺與F^-間僅存在靜電吸引作用
b．F^-的離子半徑小于Cl^-，則CaF₂的熔點(diǎn)高于CaCl₂
c．陰、陽(yáng)離子比為2：1的離子化合物，均與CaF₂晶體構(gòu)型相同
d．CaF₂中的化學(xué)鍵為離子鍵，因此CaF₂在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電
②CaF₂難溶于水，但可溶于含Al³⁺的溶液中，原因是3CaF₂+Al³⁺=[AlF₆]^3-+3Ca²⁺ （用離子方程式表示，已知[AlF₆]^3-在溶液中可穩(wěn)定存在）．
③晶胞中F^-的配位數(shù)是4，與一個(gè)Ca²⁺等距離且最近的Ca²⁺有12個(gè)．
（3）銅、鋅兩種元素的第一電離能、第二電離能如表所示

電離能/kJ•mol-1	I1	I2
銅	746	1958
鋅	906	1733

④寫出Cu原子核外電子排布式[Ar]3d¹⁰4s¹；
⑤銅的第一電離能（I₁）小于鋅的第一電離能，而銅的第二電離能（I₂）卻大于鋅的第二電離能，其主要原因是Cu原子失去一個(gè)電子后，核外電子排布為[Ar]3d¹⁰，而鋅為[Ar]3d¹⁰4s¹，根據(jù)洪特規(guī)則，銅達(dá)到了較穩(wěn)定狀態(tài)，所以Cu的第二電離能相對(duì)較大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)VSEPR模型判斷，微粒中所有原子都在同一平面上，說(shuō)明該微粒為平面形結(jié)構(gòu)；
（2）①a．陰陽(yáng)離子間存在靜電引力和靜電斥力，則；
b．離子晶體的熔點(diǎn)與離子所帶電荷、離子半徑有關(guān)；
c．晶體的結(jié)構(gòu)與電荷比、半徑比有關(guān)；
d．離子化合物在熔融時(shí)能發(fā)生電離；
②F^-與Al³⁺能形成很難電離的配離子AlF₆^3-；
③晶胞中F^-的配位數(shù)是4，與一個(gè)Ca²⁺等距離且最近的Ca²⁺個(gè)數(shù)=3×8÷2；
（3）④Cu是29號(hào)元素，其原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫基態(tài)Cu原子核外電子排布式；
⑤軌道中電子處于全滿、全空、半滿時(shí)較穩(wěn)定，再失去電子需要的能量較大．

解答 解：（1）根據(jù)VSEPR模型判斷，微粒中所有原子都在同一平面上，說(shuō)明該微粒為平面形結(jié)構(gòu)；
A．SO₃^2-中S原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{6+2-3×2}{2}$=4，為四面體結(jié)構(gòu)；NO₂^-中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+$\frac{5+1-2×2}{2}$=3，為三角錐形結(jié)構(gòu)，都不是平面形結(jié)構(gòu)的微粒，故A錯(cuò)誤；
B．NO₃^-中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{5+1-3×2}{2}$=3，為平面三角形結(jié)構(gòu)；
SO₃中S原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{6-3×2}{2}$=3，為平面三角形結(jié)構(gòu)，所有原子共平面，故B正確；
C．H₃O⁺中O原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{6-1-3×1}{2}$=4，為四面體結(jié)構(gòu)；
ClO₃^-中Cl原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{7+1-3×2}{2}$=4，為四面體結(jié)構(gòu)，所有原子不共平面，故C錯(cuò)誤；
D．PO₄^3-中P原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+$\frac{5+3-4×2}{2}$=4，為四面體結(jié)構(gòu)；
SO₃^2-中S原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{6+2-3×2}{2}$=4，為四面體結(jié)構(gòu)，所有原子不共平面，故D錯(cuò)誤；
故選B；
（2）①a．陰陽(yáng)離子間存在靜電引力和靜電斥力，Ca²⁺與F^-間存在靜電吸引作用，還存在靜電斥力，故a錯(cuò)誤；
b．離子晶體的熔點(diǎn)與離子所帶電荷、離子半徑有關(guān)，離子半徑越小，離子晶體的熔點(diǎn)越高，所以CaF₂的熔點(diǎn)高于CaCl₂，故b正確；
c．晶體的結(jié)構(gòu)與電荷比、半徑比有關(guān)，陰陽(yáng)離子比為2：1的物質(zhì)，與CaF₂晶體的電荷比相同，若半徑比相差較大，則晶體構(gòu)型不相同，故c錯(cuò)誤；
d．CaF₂中的化學(xué)鍵為離子鍵，離子化合物在熔融時(shí)能發(fā)生電離，存在自由移動(dòng)的離子，能導(dǎo)電，因此CaF₂在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，故b正確；
故答案為：bd；
②CaF₂難溶于水，但可溶于含Al³⁺的溶液中，因?yàn)樵谌芤褐蠪^-與Al³⁺能形成很難電離的配離子AlF₆^3-，使CaF₂的溶解平衡正移，其反應(yīng)的離子方程式為：3CaF₂+Al³⁺=3Ca²⁺+AlF₆^3-；
故答案為：3CaF₂+Al³⁺=3Ca²⁺+AlF₆^3-；
③晶胞中F^-的配位數(shù)是4，與一個(gè)Ca²⁺等距離且最近的Ca²⁺個(gè)數(shù)=3×8÷2=12；
故答案為：4； 12；
（3）④Cu是29號(hào)元素，其原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫基態(tài)Cu原子核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹，
故答案為：[Ar]3d¹⁰4s¹；
⑤Cu原子失去一個(gè)電子后，核外電子排布為[Ar]3d¹⁰，而鋅為[Ar]3d¹⁰4s¹，根據(jù)洪特規(guī)則，銅達(dá)到了較穩(wěn)定狀態(tài)，所以Cu的第二電離能相對(duì)較大，
故答案為：Cu原子失去一個(gè)電子后，核外電子排布為[Ar]3d¹⁰，而鋅為[Ar]3d¹⁰4s¹，根據(jù)洪特規(guī)則，銅達(dá)到了較穩(wěn)定狀態(tài)，所以Cu的第二電離能相對(duì)較大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及晶胞計(jì)算、原子核外電子排布、價(jià)層電子對(duì)互斥理論、離子晶體等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析、判斷、知識(shí)綜合應(yīng)用、空間想象能力等，注意價(jià)層電子對(duì)互斥理論內(nèi)涵、原子核外電子排布與微粒穩(wěn)定性關(guān)系，題目難度不大．