Question

試回答下列問題：
I．甲、乙兩種元素是同一周期的相鄰元素，乙元素的原子的最外層有5個(gè)電子，甲元素有多種同素異形體，其中一種能導(dǎo)電．若由甲、乙兩元素形成的一種化合物硬度比金剛石大，則該化合物屬于

 

晶體，其化學(xué)式為

 

，若要使其熔化，需破壞的化學(xué)鍵為

 

．
II．人們一直致力于人工固氮的研究以獲得廉價(jià)的氮肥．科學(xué)家先后提出并合成了固氮酶的多種模擬物．其中一類是含Mo、Fe、S原子的類立方體結(jié)構(gòu)，如圖所示．圖中左右兩邊對稱，各含一個(gè)近似立方體的結(jié)構(gòu)．每個(gè)立方體含有4個(gè)Fe原子和4個(gè)S原子，它們位于立方體的8個(gè)頂點(diǎn)，且原子間只有一種化學(xué)鍵．
請?jiān)趫D中左邊立方體的○內(nèi)填寫出其余3個(gè)Fe原子．
上述一個(gè)立方體中4個(gè)Fe原子所在頂點(diǎn)連接所構(gòu)成的空間幾何體為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子晶體

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：Ⅰ甲元素有多種同素異形體，其中一種能導(dǎo)電，則甲為碳元素，甲、乙兩種元素是同一周期的相鄰元素，乙元素的原子的最外層有5個(gè)電子，所以乙為氮元素，甲、乙兩元素形成的一種化合物硬度比金剛石大，則該化合物為原子晶體，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零，可知其化學(xué)式為C₃N₄，由于是原子晶體，里面存在共價(jià)鍵，所以熔化時(shí)要破壞共價(jià)鍵，據(jù)此答題；
Ⅱ由信息可知，小正方體中4個(gè)鐵原子應(yīng)在互不相鄰的頂點(diǎn)上，將四個(gè)頂點(diǎn)連接即可得到其空間構(gòu)型．

解答： Ⅰ、甲元素有多種同素異形體，其中一種能導(dǎo)電，則甲為碳元素，甲、乙兩種元素是同一周期的相鄰元素，乙元素的原子的最外層有5個(gè)電子，所以乙為氮元素，甲、乙兩元素形成的一種化合物硬度比金剛石大，則該化合物為原子晶體，碳元素的非金屬性小于氮元素，所以碳顯正價(jià)，氮元素顯負(fù)價(jià)，在該化合物中，碳元素顯+4價(jià)，N元素顯-3價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零，可知其化學(xué)式為C₃N₄，由于是原子晶體，里面存在共價(jià)鍵，所以熔化時(shí)要破壞極性共價(jià)鍵，故答案為：原子； C₃N₄； 共價(jià)鍵或極性鍵；
Ⅱ、因?yàn)樵趫D中4個(gè)Fe原子和4個(gè)S原子，它們位于立方體的8個(gè)頂點(diǎn)，且原子間只有一種化學(xué)鍵，所以在立方體中鐵原子和硫原子應(yīng)當(dāng)交替分布，小正方體中4個(gè)鐵原子應(yīng)在互不相鄰的頂點(diǎn)上，所以可畫得圖為；由信息可知，小正方體中4個(gè)鐵原子應(yīng)在互不相鄰的頂點(diǎn)上，且這四個(gè)頂點(diǎn)連接構(gòu)成正四面體，
故答案為：；正四面體．

點(diǎn)評：本題考查較綜合，涉及空間構(gòu)型的判斷、雜化方式的判斷、化學(xué)式的確定、晶體結(jié)構(gòu)的理解等知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)考查學(xué)生空間想象能力，難度中等