Question

16．第VIA族的氧、硫、硒（Se）、碲（Te）等元素在化合物中常表現出多種價態，含第VIA族元素的化合物在研究和生產中有許多重要用途．請回答下列問題：
（1）在元素周期表中N、O、F三種元素相鄰，這三種元素的第一電離能由小到大的順序是O＜N＜F．
（2）氧元素的存在影響了很多物質的性質，乙醇（CH₃CH₂OH）和二甲醚（CH₃OCH₃）的分子式均為C₂H₆O，但CH₃CH₂OH的沸點高于CH₃OCH₃的沸點，其原因是乙醇分子之間形成氫鍵．
（3）Se元素基態原子的價電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁴．CSe₂首次是由H2Se與CCl₄反應后制取的．CSe₂分子內的Se-C-Se鍵角大于（填“大于”“等于”或“小于”）H₂Se分子內的H-Se-H鍵角．
（4）根據價電子對互斥理論，可以推知SO₂分子的空間構型為V形，其中S原子采用的軌道雜化形式為sp²．
（5）銅與氧能形成CuO和Cu₂O兩種氧化物，某種銅的氧化物的結構如圖所示．
①該氧化物的化學式為CuO．
②該晶體中氧原子的配位數為4．晶體中距離最近的4個銅原子構成的幾何形狀為正四面體．

Answer 1

分析 （1）同周期元素自左而右，第一電離能呈增大趨勢；氮原子2p能級有3個電子，處于半滿穩定狀態，其第一電離能大于O；
（2）CH₃CH₂OH含氫鍵，使其沸點升高；
（3）硒是34號元素，基態原子核外有34個電子，根據構造原理書寫其核外電子排布式；根據分子空間構型確定其鍵角相對大小；
（4）二氧化硫分子中，中心原子S形成兩個2個σ鍵和1對孤對電子，據此判斷其中心原子的雜質方式及空間構型；
（5）①在晶胞結構中，黑顏色球代表的Cu位于體內，共4個；白顏色球代表的O有8個位于頂點、6個位于面心，利用均攤法計算出其化學式；
②根據晶胞結構可知，立方體體心的O原子周圍含有4個鐵離子，所以其配位數為4，晶體中距離最近的4個銅原子構成正四面體結構．

解答 解：（1）同周期元素自左而右，第一電離能呈增大趨勢，但是氮原子2p能級有3個電子，處于半滿穩定狀態，電子能量降低，所以第一電離能高于同周期相鄰元素的第一電離能，所以三者的第一電離能由小到大的順序為：O＜N＜F，
故答案為：O＜N＜F；
（2）CH₃CH₂OH含氫鍵，使其沸點升高，CH₃CH₂OH的沸點高于CH₃OCH₃的沸點，其原因是乙醇分子之間形成氫鍵，故答案為：乙醇分子之間形成氫鍵；
（3）硒是34號元素，基態原子核外有34個電子，其基態原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁴；CSe₂與CO₂結構相似，二氧化碳是直線型分子，H₂Se分子為v型分子，所以CSe₂分子內的Se-C-Se鍵角大于H₂Se分子內的H-Se-H鍵角，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁴；大于；
（4）二氧化硫分子中，中心原子S形成兩個2個σ鍵、含有1對孤對電子，故雜化軌道數為3，采取sp²雜化，其空間結構為V形，
故答案為：V形；sp²；
（5）①在晶胞結構中，黑顏色球代表的Cu位于體內，共4個；白顏色球代表的O有8個位于頂點、6個位于面心，晶胞中總個數為：8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，化學式可寫為CuO，
故答案為：CuO；
②氧化銅晶胞的體心的氧離子周圍包圍了4個銅離子，則其配位數為4；由于晶體中距離最近的4個銅原子與體心的氧原子距離完全相同，所以這四個Cu原子構成了正四面體結構，
故答案為：4；正四面體．

點評 本題考查了晶胞的計算、配合物的成鍵情況的判斷、元素周期律的應用等知識，題目難度較大，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力，注意掌握均攤法在計算晶胞化學式中的應用，明確配合物的成鍵情況．