Question

11．鹵族元素的單質和化合物很多，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）鹵族元素位于周期表的p區；溴的價電子排布式為4s²4p⁵
（2）在不太稀的溶液中，氫氟酸是以二分子締合（HF）₂形式存在．使氫氟酸分子締合的作用力是氫鍵
（3）請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	氯	溴	碘	鈹
第一電離能 （kJ/mol）	1681	1251	1140	1008	900

（4）已知高碘酸有兩種形式，化學式分別為H₅IO₆（）和HIO₄，前者為五元酸，后者為一元酸．請比較二者酸性強弱：H₅IO₆＜HIO₄（填“＞”、“＜”或“=”）
（5）已知ClO₂^-為角型，中心氯原子周圍有四對價層電子．ClO₂^-中心氯原子的雜化軌道類型為sp³，寫出CN^-的等電子體的分子式N₂或 CO（寫出1個）
（6）如圖1為碘晶體晶胞結構．有關說法中正確的是AD
A．碘分子的排列有2種不同的取向，2種取向不同的碘分子以4配位數交替配位形成層結構
B．用均攤法可知平均每個晶胞中有4個碘原子
C．碘晶體為無限延伸的空間結構，是原子晶體
D．碘晶體中的碘原子間存在非極性鍵和范德華力
（7）已知CaF₂晶體（見圖2）的密度為ρg/cm³，N_A為阿伏加德羅常數，相鄰的兩個Ca²⁺的核間距為a cm，則CaF₂的相對分子質量可以表示為$\frac{\sqrt{2}}{2}$ρN_Aa³

Answer 1

分析 （1）鹵族元素位于周期表中ⅦA族，屬于p區元素；溴處于第四周期ⅦA族；
（2）F元素電負性很大，HF分子之間存在氫鍵；
（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；
（4）含氧酸中，含非羥基氧原子個數越多，酸性越強（或者同種元素含氧酸中心元素化合價越高，酸性越強）；
（5）已知ClO₂^-為角型，中心氯原子周圍有四對價層電子，則Cl原子雜化軌道數目為4；
原子總數相等、價電子總數也相等的微粒互為等電子體；
（6）碘為分子晶體，晶胞中碘分子的排列有2種不同的取向，在頂點和面心不同，層內以4配位數交替配位形成層結構，分子內I原子之間形成非極性鍵，而分子之間為范德華力，根據均攤法計算晶胞中I原子數目；
（7）根據均攤法可知晶胞中紅色球數目為4、黃色球數目為8，結合化學式可知黃色球為Ca²⁺、黃色球為F^-，假設CaF₂的相對分子質量為M，表示出晶胞質量，兩個離得最近的鈣離子是位于頂點和面心上的，則晶胞面對角線長度為2a c，故晶胞棱長為2a cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=$\sqrt{2}a$ cm，再結合m=ρV計算．

解答 解：（1）鹵族元素位于周期表中ⅦA族，屬于p區元素；溴處于第四周期ⅦA族，價電子排布式為4s²4p⁵，
故答案為：p；4s²4p⁵；
（2）F元素電負性很大，HF分子之間存在氫鍵，時氫氟酸以二分子締合（HF）₂形式存在，
故答案為：氫鍵；
（3）碘的第一電離能越小，碘更容易形成較穩定的單核陽離子，
故答案為：碘；
（4）H₅IO₆（）中含有5個羥基氫，為五元酸，含非羥基氧原子1個，HIO₄為一元酸，含有1個羥基氫，含非羥基氧原子3個，所以酸性：H₅IO₆＜HIO₄，
故答案為：＜；
（5）已知ClO₂^-為角型，中心氯原子周圍有四對價層電子，則Cl原子雜化軌道數目為4，屬于sp³雜化；等電子體具有相同的電子數目和原子數目的微粒，與CN^-互為等電子體的為N₂或 CO等，
故答案為：sp³；N₂或 CO；
（6）A．碘分子的排列有2種不同的取向，在頂點和面心不同，層內2種取向不同的碘分子以4配位數交替配位形成層結構，故A正確；
B．用均攤法可知平均每個晶胞中碘分子數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，即有8個碘原子，故B錯誤；
C．碘晶體為無限延伸的空間結構，構成微粒為分子，是分子晶體，故C錯誤；
D．分子內I原子之間形成非極性鍵，而分子之間為范德華力，故D正確；
故答案為：AD；
（7）根據均攤法可知晶胞中紅色球數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4、黃色球數目為8，結合化學式可知黃色球為Ca²⁺、黃色球為F^-，假設CaF₂的相對分子質量為M，則晶胞質量為4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，兩個離得最近的鈣離子是位于頂點和面心上的，則晶胞面對角線長度為2a c，故晶胞棱長為2a cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=$\sqrt{2}a$ cm，則4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g=ρg/cm³（$\sqrt{2}a$ cm）³，解得M=$\frac{\sqrt{2}}{2}$ρN_Aa³，
故答案為：$\frac{\sqrt{2}}{2}$ρN_Aa³．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及核外電子排布、氫鍵、電離能、分子結構與性質、雜化方式、等電子體、晶胞結構與計算等知識點，需要學生具備扎實的基礎與靈活運用能力，需要學生具備一定的空間想象與數學計算能力．