Question

【題目】自然界中存在大量元素，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。回答下列問題:

(1)人工合成的藍(lán)寶石晶體(Al2O3)是目前半導(dǎo)體工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的材料。

①基態(tài)Al原子中有______種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子,核外電子占據(jù)最高能級的符號是_____，占據(jù)該能級電子的電子云輪廓圖形狀為_______。

②比較第一電高能:Mg______Al(填“>”、”<”或“=”)。在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用_________上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。

(2)羰基硫(COS)存在于許多種植物中，殺蟲效果顯著。

①1molCOS分子中含有σ鍵的數(shù)目為_____，其中心原子的雜化方式為_____。

②CS2、CO2、COS的分解溫度由低到高的順序?yàn)?/span>_____。

(3)NaCl 和MgO都屬于離子化合物.NaC1的熔點(diǎn)為801.3℃，MgO的熔點(diǎn)高達(dá)2800℃。造成兩種晶體熔點(diǎn)差距的主要原因是_______________。

(4)鐵鎂合金是目前已發(fā)現(xiàn)的儲氫密度最高的儲氫材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

則:①距離一個Fe原子最近的Mg原子個數(shù)是______，與此晶胞結(jié)構(gòu)相似的常見的離子晶體是______(填名稱)。

②若該晶體儲氫時，H2 分子在晶胞的體心和棱心位置，晶胞的參數(shù)為dnm,則距離最近的兩個H2分子之間的距離為______cm；含鐵56g的該儲氫合金可儲存標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2 的體積為____L。

Answer 1

【答案】 13 3p 啞鈴形 > 原子光譜 2NA sp CS2<COS<CO2 氧化鎂晶體中所含離子半徑小，電荷數(shù)高，晶格能大 8 氟化鈣 22.4

【解析】(1)①Al原子核外有13個電子，每個電子的運(yùn)動狀態(tài)不同，故有13種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子；3p上的電子的能量最高，故占據(jù)最高能級的符號是3p；p能級電子的電子云輪廓圖形狀為啞鈴形。 ②Mg原子最外層電子所處能級為3S2，屬于全充滿結(jié)構(gòu)，是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，電離能較大，Al原子最外層電子所處能級為3s23p1，不是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，電離能較低，故第一電離能Mg>Al；化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。

(2) ①COS的結(jié)構(gòu)為O=C=S，一個分子中含有2個σ鍵，故1molCOS中含有的σ鍵數(shù)目為2NA；中心原子為碳，分子結(jié)構(gòu)為直線型，故碳的雜化方式為sp。 ②CS2、CO2、COS三者的結(jié)構(gòu)相同，S=C=S、O=C=S、O=C=O，共價鍵鍵長依次減小，鍵能依次增大，所以分子穩(wěn)定性依次增強(qiáng)，故CS2、CO2、COS的分解溫度由低到高的順序?yàn)?/span>CS2<COS<CO2 。

(3)兩者均為離子構(gòu)成的離子化合物，氧化鎂晶體中所含離子半徑小，電荷數(shù)高，晶格能大，因此熔點(diǎn)高于NaCl的熔點(diǎn)。

(4) ①以面上的一個鐵原子為基準(zhǔn)，一個晶胞中與它最近的鎂原子有4個，則共面的另一個晶胞上也有4個離它最近的鎂原子，故最近的鎂原子共有8個；一個晶胞中含有8*1/8+6*1/2=4個Fe原子，含有8個Mg原子，故該晶胞的化學(xué)式為FeMg2，與此晶胞結(jié)構(gòu)相似的常見的離子晶體有CaF2，名稱為氟化鈣；②兩個相鄰棱心間的H2分子間的距離最短，設(shè)為L，根據(jù)直角三角形知識可得L2=2ｘ(d/2)2，解得L=cm；一個晶胞中實(shí)際含有的H2分子個數(shù)為1+1/4*12=4，一個晶胞中實(shí)際含有的Fe原子個數(shù)為8ｘ1/8+6ｘ1/2=4個，則含鐵56g的該儲氫合金為1/4mol，所以儲存的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1/4ｘ22.4Lｘ4=22.4L。