Question

【題目】ⅣA族元素(C、Si、Ge、Sn、Pb)及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列問題：

(1) Pb的價層電子排布圖為：____________；

(2)GeC14的中心原子的價層電子對數(shù)為____________，分子的立體構(gòu)型為___________。GeC14可水解生成一種氧化物和一種無氧酸，其化學(xué)反應(yīng)方程式為：________________________________。

(3)四鹵化硅的沸點(diǎn)和二鹵化鉛的熔點(diǎn)如下圖所示。

①的沸點(diǎn)依F、CI、Br、I次序升高的原因是____________。

②結(jié)合的沸點(diǎn)和的熔點(diǎn)的變化規(guī)律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，中化學(xué)鍵的離子性__________(填“增強(qiáng)”“不變”或“減弱”，下同)、共價性__________。

(4)碳的另一種單質(zhì)可以與鉀形成低溫超導(dǎo)化合物，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。此化合物可看成是K填充在形成的所有四面體間隙和八面體間隙之中，其四面體間隙數(shù)目為_________。另有一種堿金屬X(相對原子質(zhì)量為M)與可形成類似化合物，但X只填充形成的八面體間隙的一半，此化合物的化學(xué)式為：__________，其晶胞參數(shù)為1.4nm，晶體密度為_________(用含M和阿伏伽德羅常數(shù)的值的式子表示)

Answer 1

【答案】 4 正四面體 GeC14+2H2O=GeO2+4HCl 均為組成和結(jié)構(gòu)相似的共價化合物，范德華力隨分子相對質(zhì)量增大而增大 減弱 增強(qiáng) 8

【解析】

(1) Pb原子價層電子排布式為6s26p2，根據(jù)泡利原理與洪特規(guī)則畫出價層電子排布圖；
(2) GeCl4分子的中心原子為Ge，形成4個鍵，具有甲烷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；根據(jù)信息書寫水解化學(xué)方程式；
(3)由圖象可以知道四鹵化硅的沸點(diǎn)逐漸升高，為分子晶體，沸點(diǎn)與相對分子質(zhì)量有關(guān)，PbX2的沸點(diǎn)逐漸降低，其中PbF2為離子晶體，PbBr2、PbI2為分子晶體；
(4)K位于棱和體心，C60位于頂點(diǎn)和面心，利用均攤法可計(jì)算化學(xué)式，結(jié)合質(zhì)量、體積計(jì)算晶胞的密度大小。

(1) Pb原子價層電子排布式為6s26p2，價層電子排布圖為：，

因此，本題正確答案是： ；

(2) GeCl4分子的中心原子為Ge，價層電子對數(shù)為4，采用sp3雜化，分子的立體構(gòu)型為正四面體；GeC14可水解生成GeO2和HCl，化學(xué)反應(yīng)方程式為：GeC14+2H2O=GeO2+4HCl，

因此，本題正確答案是：4；正四面體；GeC14+2H2O=GeO2+4HCl；
(3)①四鹵化硅的沸點(diǎn)逐漸升高，為分子晶體，均為組成和結(jié)構(gòu)相似的共價化合物，沸點(diǎn)與相對分子質(zhì)量有關(guān)，相對分子質(zhì)量越大，沸點(diǎn)越高，
因此，本題正確答案是：均為組成和結(jié)構(gòu)相似的共價化合物，范德華力隨分子相對質(zhì)量增大而增大；
②PbX2的沸點(diǎn)逐漸降低，其中PbF2為離子晶體，PbBr2、PbI2為分子晶體，可以知道依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學(xué)鍵的離子性減弱、共價性增強(qiáng)，
因此，本題正確答案是：減弱；增強(qiáng)；
(4)K位于棱和體心，晶胞中的個數(shù)為12×+9=12，這12個K原子其中有8個填充在形成四面體間隙之中，其余4個則填充在形成八面體間隙之中，所以其四面體間隙數(shù)目為8；另一種堿金屬X只填充形成的八面體間隙的一半，則含X個數(shù)為4×=2，C60位于頂點(diǎn)和面心，個數(shù)為8×+6×=4，n(X):n(C60)=2:4=1:2，化學(xué)式為M(C60)2；

則晶胞的質(zhì)量為g，其晶胞參數(shù)為1.4nm=1.4×10-7cm，則體積為(1.4×10-7)3cm3，所以密度為g/cm3，
因此，本題正確答案是：8；M(C60)2；。