Question

【題目】(1)鐵離子(Fe3+)最外層電子排布式為______，其核外共有______種不同運動狀態的電子。

(2)硒、砷、溴三種元素的第一電離能從大到小的順序為___________(用元素符號表示)。

(3)兩種三角錐形氣態氫化物PH3和NH3的鍵角分別為93.6°和107°，試分析PH3的鍵角小于NH3的原因_____________________________________________________________。

(4)常溫下PCl5是白色晶體，在148℃時熔化成能導電的熔體。該熔體由A、B兩種微粒構成，A、B分別與CCl4、SF6互為等電子體，則A的化學式為__________________，其中心原子雜化方式為_______________。

(5)Cu與Au的某種合金可形成面心立方最密堆積的晶體(密度為ρg·cm-3)，在該晶胞中Cu原子處于面心，用NA表示阿伏加德羅常數的值。

①與Au距離最近的Cu個數為________。

②該晶體具有儲氫功能，氫原子可進入到Cu原子與Au原子構成的立方體空隙中，儲氫后的晶胞結構與金剛石晶胞結構(如圖)相似，該晶體儲氫后的化學式為__________，則晶胞中Cu原子與Au原子中心的最短距離d=________cm。若忽略吸氫前后晶胞的體積變化，則該儲氫材料的儲氫能力為__________（）。

Answer 1

【答案】 3s23p63d5 23 Br As Se N電負性強于P，且原子半徑小于P， NH3中成鍵電子對離中心原子更近，成鍵電子對間距離更小，致使其成鍵電子對間斥力大，鍵角更大 PCl4+ sp3 12 Cu3AuH4 44800ρ/389（或115.2ρ）

【解析】（1）鐵原子的核電荷數為26，原子形成陽離子先按能層高低失去電子，能層越高的越易失電子；同一能層中按能級高低失去電子，能級越高越容易失去；鐵離子含有23個電子。

（2）同一周期，隨著原子序數的增加，元素的第一電離能呈現增大的趨勢。但IIA、 VA族元素第一電離能大于相鄰元素。

（3）N電負性強于P，且原子半徑小于P， NH3中成鍵電子對離中心原子更近，成鍵電子對間距離更小，致使其成鍵電子對間斥力大，鍵角更大。

（4）常溫下PCl5是白色晶體，在148℃時熔化成能導電的熔體，說明生成自由移動的離子，一種為PCl4+，另外一種為PCl6-；反應為2PCl5= PCl4++ PCl6-。

（5）立方晶胞中，頂點粒子占1/8，面心粒子占1/2，內部粒子為整個晶胞所有，根據晶體的密度ρ=m/V做相關計算。

(1) 鐵原子的核電荷數為26，1s22S22p63s23p63d64s2，鐵離子(Fe3+)失去3個電子，最外層電子排布式為3s23p63d5；其核外共有23種不同運動狀態的電子；正確答案：3s23p63d5 ；23。

(2) 同周期主族元素的第一電離通常隨核電荷數增大，呈增大趨勢，但As的p軌道為半充滿結構，相對穩定，第一電離能較大，所以第一電離能從大到小的順序為Br As Se ；正確答案：Br As Se。

(3) N電負性強于P，且原子半徑小于P， NH3中成鍵電子對離中心原子更近，成鍵電子對間距離更小，致使其成鍵電子對間斥力大，鍵角更大，所以兩種三角錐形氣態氫化物PH3和NH3的鍵角相比較，NH3分子的鍵角較大；正確答案：N電負性強于P，且原子半徑小于P， NH3中成鍵電子對離中心原子更近，成鍵電子對間距離更小，致使其成鍵電子對間斥力大，鍵角更大。

(4) CCl4的原子數為5，價電子總數為32，SF6的原子數為7，價電子總數為48，因為A與 CCl4互為等電子體，B與 SF6互為等電子體，則A為PCl4+ ，B為PCl6- ；PCl4+ 的中心P原子的成鍵電子對數為，其中心原子雜化軌道類型為sp3；正確答案：PCl4+ ； sp3 。

（5）①根據晶胞結構分析可知，每個Au原子周圍等距離且最近的Cu原子數為3×8×1/2=12；正確答案：12。

②立方晶胞中，頂點粒子占1/8，面心粒子占1/2，內部粒子為整個晶胞所有，所以一個晶胞中含有粒子個數：Au ：8×1/8=1，Cu ：6×1/2=3，H：4；所以該晶體儲氫后的化學式為Cu3AuH4。設有1mol晶胞，晶胞邊長為acm，則一個晶胞的體積為V=a3cm3，1mol晶胞含有Na的晶胞，1mol晶胞的質量為m=389g，則晶胞的密度為ρ=m/V=389/a3Na，則可知a3= 389/ρNa；根據幾何知識，晶胞中Cu原子與Au原子中心的最短距離d= =；若忽略吸氫前后晶胞的體積變化，則該儲氫材料的儲氫能力為44800ρ/389=115.2ρ；正確答案：Cu3AuH4 ；；44800ρ/389（或115.2ρ）