Question

4．（1）根據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CaF₂的表達正確的是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的熔點高于CaCl₂
c．陰、陽離子比為2：1的離子化合物，均與CaF₂晶體構型相同
d．CaF₂中的化學鍵為離子鍵，因此CaF₂在熔融狀態下能導電
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-在溶液中可穩定存在）．
③晶胞中F^-的配位數是4，與一個Ca²⁺等距離且最近的Ca²⁺有12個．
（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原子失去一個電子后，核外電子排布為[Ar]3d¹⁰，而鋅為[Ar]3d¹⁰4s¹，根據洪特規則，銅達到了較穩定狀態，所以Cu的第二電離能相對較大．

Answer 1

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

解答 解：（1）根據VSEPR模型判斷，微粒中所有原子都在同一平面上，說明該微粒為平面形結構；
A．SO₃^2-中S原子價層電子對個數=3+$\frac{6+2-3×2}{2}$=4，為四面體結構；NO₂^-中N原子價層電子對個數=2+$\frac{5+1-2×2}{2}$=3，為三角錐形結構，都不是平面形結構的微粒，故A錯誤；
B．NO₃^-中N原子價層電子對個數=3+$\frac{5+1-3×2}{2}$=3，為平面三角形結構；
SO₃中S原子價層電子對個數=3+$\frac{6-3×2}{2}$=3，為平面三角形結構，所有原子共平面，故B正確；
C．H₃O⁺中O原子價層電子對個數=3+$\frac{6-1-3×1}{2}$=4，為四面體結構；
ClO₃^-中Cl原子價層電子對個數=3+$\frac{7+1-3×2}{2}$=4，為四面體結構，所有原子不共平面，故C錯誤；
D．PO₄^3-中P原子價層電子對個數=4+$\frac{5+3-4×2}{2}$=4，為四面體結構；
SO₃^2-中S原子價層電子對個數=3+$\frac{6+2-3×2}{2}$=4，為四面體結構，所有原子不共平面，故D錯誤；
故選B；
（2）①a．陰陽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錯誤；
b．離子晶體的熔點與離子所帶電荷、離子半徑有關，離子半徑越小，離子晶體的熔點越高，所以CaF₂的熔點高于CaCl₂，故b正確；
c．晶體的結構與電荷比、半徑比有關，陰陽離子比為2：1的物質，與CaF₂晶體的電荷比相同，若半徑比相差較大，則晶體構型不相同，故c錯誤；
d．CaF₂中的化學鍵為離子鍵，離子化合物在熔融時能發生電離，存在自由移動的離子，能導電，因此CaF₂在熔融狀態下能導電，故b正確；
故答案為：bd；
②CaF₂難溶于水，但可溶于含Al³⁺的溶液中，因為在溶液中F^-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^-的配位數是4，與一個Ca²⁺等距離且最近的Ca²⁺個數=3×8÷2=12；
故答案為：4； 12；
（3）④Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，根據構造原理書寫基態Cu原子核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹，
故答案為：[Ar]3d¹⁰4s¹；
⑤Cu原子失去一個電子后，核外電子排布為[Ar]3d¹⁰，而鋅為[Ar]3d¹⁰4s¹，根據洪特規則，銅達到了較穩定狀態，所以Cu的第二電離能相對較大，
故答案為：Cu原子失去一個電子后，核外電子排布為[Ar]3d¹⁰，而鋅為[Ar]3d¹⁰4s¹，根據洪特規則，銅達到了較穩定狀態，所以Cu的第二電離能相對較大．

點評 本題考查較綜合，涉及晶胞計算、原子核外電子排布、價層電子對互斥理論、離子晶體等知識點，側重考查學生分析、判斷、知識綜合應用、空間想象能力等，注意價層電子對互斥理論內涵、原子核外電子排布與微粒穩定性關系，題目難度不大．