Question

【題目】氧元素為地殼中含量最高的元素，可形成多種重要的單質和化合物。

(1)氧元素位于元素周期表中___________區；第二周期元素中，第一電離能比氧大的有___________種。

(2)O3可用于消毒。O3的中心原子的雜化形式為___________；其分子的 VSEPR模型為___________，與其互為等電子體的離子為___________(寫出一種即可)。

(3)含氧有機物中，氧原子的成鍵方式不同會導致有機物性質不同。解釋C2H5OH的沸點高于CH3OCH3的原因為___________；C2H5OH不能用無水CaCl2千燥是因為Ca2+和C2H5OH可形成[Ca(C2H5OH)4]2+，該離子的結構式可表示為______________________。

(4)氧元素可分別與Fe和Cu形成低價態氧化物FeO和Cu2O。

①FeO立方晶胞結構如圖1所示，則Fe2+的配位數為___________；與O2－緊鄰的所有Fe2+構成的幾何構型為___________。

②Cu2O立方晶胞結構如圖2所示，若O2－與Cu+之間最近距離為a pm，則該晶體的密度為___________g·cm－3。(用含a、NA的代數式表示，NA代表阿伏加德羅常數的值)

Answer 1

【答案】p； 3 sp2雜化 平面三角形 NO2﹣ 乙醇分子間可形成氫鍵，沸點高 6 正八面體

【解析】

(1)除了ds區外，區的名稱來自按構造原理最后填入電子的能級的符號；根據電離能的變化規律分析判斷；

(2)根據公式計算出O3的中心原子的價層電子對數，再根據價層電子對互斥理論判斷中心原子的雜化形式及其分子的VSEPR模型，與其互為等電子體的離子中含有3個原子、價電子數是18；

(3)形成分子間氫鍵的物質熔沸點較高；對于配離子[Ca(C2H5OH)4]2+可以結合常見配合物的結構與成鍵分析解答；

(4)①根據體心位置的Fe2+判斷Fe2+的配位數；根據結構示意圖判斷與O2-緊鄰的所有Fe2+構成的幾何構型；

②若O2-與Cu+之間最近距離為apm，該距離為晶胞體對角線的，則晶胞體對角線長度=4apm，計算出晶胞的棱長，根據化學式判斷出各球表示的微粒，再結合密度的計算公式計算。

(1)除了ds區外，區的名稱來自按構造原理最后填入電子的能級的符號，O原子最后通入的電子是p電子，所以O元素位于p區；第二周期元素中，第一電離能比O元素大的有N、F、Ne元素，所以有3種元素，故答案為：p；3；

(2)O3的中心原子的價層電子對個數＝2+＝3且含有1個孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷中心原子的雜化形式為sp2雜化、其分子的 VSEPR模型為平面三角形，與其互為等電子體的離子中含有3個原子、價電子數是18，與其互為等電子體的陰離子有NO2﹣(合理即可)，故答案為：sp2雜化；平面三角形；NO2﹣(合理即可)；

(3)形成分子間氫鍵的物質熔沸點較高，乙醇能形成分子間氫鍵、甲醚不能形成分子間氫鍵，所以乙醇的熔沸點比甲醚高；C2H5OH不能用無水CaCl2干燥是因為Ca2+和C2H5OH可形成[Ca(C2H5OH)4]2+，該離子中鈣離子為中心離子，乙醇為配體，乙醇中O原子提供孤電子對、鈣離子提供空軌道形成配位鍵，其結構為，故答案為：乙醇分子間可形成氫鍵，沸點高；；

(4)①Fe2+的配位數為6；與O2﹣緊鄰的所有Fe2+構成的幾何構型、與Fe2+緊鄰的所有O2﹣構成的幾何構型相同，根據知，表中有標記的這幾個離子形成正八面體，同理可推，與O2﹣緊鄰的所有Fe2+構成的幾何構型為正八面體，故答案為：6；正八面體；

②若O2﹣與Cu+之間最近距離為apm，該距離為晶胞體對角線的，則晶胞體對角線長度＝4apm，晶胞棱長＝＝×10﹣10 cm，晶胞體積＝(×10﹣10 cm)3，該晶胞中白球離子個數＝1+8×＝2、灰球離子個數為4，根據化學式Cu2O知，灰色球表示亞銅離子、白色球表示氧離子，則該晶體的密度＝= g/cm3＝g/cm3，故答案為：。