Question

20．氧元素和鹵族元素都能形成多種物質，我們可以利用所學物質結構與性質的相關知識去認識和理解．
（1）COCl₂的空間構型為平面三角形；溴的價電子排布式為4s²4p⁵．
（2）已知CsICl₂不穩定，受熱易分解，傾向于生成晶格能更大的物質，則它按下列A式分解． A．CsICl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CsCl+ICl　　　B．CsICl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CsI+Cl₂
（3）根據下表提供的第一電離能數據判斷，最有可能生成較穩定的單核陽離子的鹵素原子是碘．

	氟	氧	溴	碘
第一電離能 （kJ/mol）	1 681	1 251	1 140	1 008

（4）下列分子既不存在s-p σ鍵，也不存在p-p π鍵的是D．
A．HCl　　　B．HF　　　C．SO₂　　　D．SCl₂
（5）已知ClO₂^-為角型，中心氯原子周圍有四對價層電子．ClO₂^-中中心氯原子的雜化軌道類型為sp³雜化，寫出與CN^-互為等電子體的分子：N₂或 CO（寫出1個）．
（6）鈣在氧氣中燃燒時得到一種鈣的氧化物固體，其結構如圖所示．由此可判斷該鈣的氧化物的化學式為CaO₂．已知該氧化物的密度是ρ g•cm^-3，則晶胞中離得最近的兩個鈣離子間的距離為$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{72×4}{ρN{\;}_{A}}}$ cm（只要求列算式，不必計算出數值，阿伏加德羅常數的值為N_A）．

Answer 1

分析 （1）COCl₂中C原子的價電子對數為$\frac{4+2}{2}$=3，C原子采取sp²雜化，中心原子無孤電子對，C與O原子之間形成C=O雙鍵，其結構式是，據此判斷分子空間構型，溴是35號元素，最外層電子為其價電子，4s能級上排列2個電子，4p能級上排列5個電子，據此寫出價電子排布式；
（2）在離子晶體中離子半徑越小，晶格能越大，據此判斷；
（3）第一電離能是指原子失去一個電子所需的能量，第一電離能越小，就越容易失去一個電子，據此答題；
（4）A． HCl中存在s-pσ鍵，B．HF中存在s-pσ鍵，C． SO₂中存在p-pπ鍵，D． SCl₂中存在p-pσ鍵，據此答題；
（5）根據中心原子的價層電子對數確定其雜化方式；等電子體是具有相同的價電子數和相同原子數的微粒；
（6）根據均攤法確定晶胞中各種原子的個數，再確定其化學式，根據密度確定晶胞的體積，進而求得晶胞的邊長，兩個離得最近的鈣是位于頂點和面心上的，它們的距離為晶胞邊長的$\frac{\sqrt{2}}{2}$，據此答題；

解答 解：（1）COCl₂中C原子的價電子對數為$\frac{4+2}{2}$=3，C原子采取sp²雜化，中心原子無孤電子對，C與O原子之間形成C=O雙鍵，其結構式是，所以它的空間構型為平面三角形，溴是35號元素，最外層電子為其價電子，4s能級上排列2個電子，4p能級上排列5個電子，其價電子排布式為4s²4p⁵，
故答案為：平面三角形；4s²4p⁵；
（2）在離子晶體中離子半徑越小，晶格能越大，比較兩個反應的產物可知，由于氯離子的半徑小于碘離子，所以CsCl的晶格能大于CsI的晶格能，故答案選A；
（3）第一電離能是指原子失去一個電子所需的能量，第一電離能越小，就越容易失去一個電子，比較表格中的數據可知，碘更容易形成較穩定的單核陽離子，
故答案為：碘；
（4）A． HCl中存在s-pσ鍵，B．HF中存在s-pσ鍵，C． SO₂中存在p-pπ鍵，D． SCl₂中存在p-pσ鍵，
故答案為：D；
（5）因為氯原子周圍有四對價層電子，所以中心原子的雜化方式為sp³雜化；CN^-中有兩個原子，價電子數為10個，根據等電子體是具有相同的價電子數和相同原子數的微粒可知，它的等電子體分子是N₂或 CO，
故答案為：sp³雜化；N₂或 CO；
（6）根據均攤法可知晶胞中鈣離子的個數為6×$\frac{1}{2}+8×$$\frac{1}{8}$=4，過氧離子的個數為12×$\frac{1}{4}$+1=4，故其化學式為CaO₂，設晶胞的邊長為a，根據ρ=$\frac{\frac{4×（40+32）}{{N}_{A}}}{a{\;}^{3}}$，得a=$\root{3}{\frac{72×4}{ρN{\;}_{A}}}$cm，兩個離得最近的鈣是位于頂點和面心上的，它們的距離為晶胞邊長的 $\frac{\sqrt{2}}{2}$倍，即為$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{72×4}{ρN{\;}_{A}}}$cm，
故答案為：CaO₂；$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{72×4}{ρN{\;}_{A}}}$．

點評 本題主要考查原子核外電子排布、晶格能、原子雜化軌道、晶胞的計算等知識點，中等難度，解題時注意基礎知識的靈活運用．