Question

【題目】科學家研究發現：硫化態的鈷、鉬、硫相互作用相（所謂“CoMoS”相）和噻吩(分子式為C4H4S)的加氫脫硫反應(C4H4S+4H2→C4H10+H2S)活性有線性關系。請回答下列有關問題：

(1)基態鈷原子的外圍電子排布圖（軌道表示式）為___________。

(2)常溫下，噻吩是一種無色、有惡臭、能催淚的液體，天然存在于石油中。

①1mol噻吩()中含有的鍵數目為___。

②在組成噻吩的三種元素中，電負性最小的是__（填元素符號，下同）；與S元素位于同一周期的非金屬元素第一電離能由大到小的順序為_______________。

(3)已知沸點：H2O>H2Se>H2S，其原因 __________。

(4)H2S在空氣中燃燒可生成SO2，SO2催化氧化后得到SO3。

①寫出與SO2互為等電子體的分子和離子：___、___（各一種）。

②氣態SO3以單分子形式存在，其分子的立體構型為_____；固態SO3形成三聚體環狀結（如圖1所示），該分子中S原子的雜化軌道類型為______。

(5)Na2S的晶胞結構如圖2所示，則黑球代表的離子是___。已知Na的半徑為0.102nm，S2-的半徑為0.184nm，根據硬球接觸模型，則Na2S的晶胞參數a=__nm（列出計算式即可）。

Answer 1

【答案】 9NA H Cl>P>S>Si 水分子間存在氫鍵，沸點高；相對分子質量H2Se大，范德華力強，沸點比H2S高 O3 NO2-(或其他合理答案) 平面三角形 sp3 硫離子(或S2-) 0.661或

【解析】

(1)基態鈷原子的外圍電子排布式為3d74s2，由此可得出其電子排布圖（軌道表示式）。

(2)①在噻吩分子中，含有3個碳碳鍵、2個碳硫鍵、4個碳氫鍵，由此可得出1mol噻吩（）中含有的鍵數目。

②在組成噻吩的C、H、S三種元素中，電負性最小的是非金屬性最弱的元素；與S元素位于同一周期的非金屬元素有Si、P、S、Cl，它們的非金屬性依次增強，但P的價電子軌道半充滿，第一電離能反常，由此可得出第一電離能由大到小的順序。

(3)已知沸點：H2O>H2Se>H2S，只有H2O分子間能形成氫鍵，而H2Se的相對分子質量比H2S大。

(4)①尋找與SO2互為等電子體的分子和離子，可從它們的相鄰元素進行分析。

②氣態SO3分子中，S的價層電子數為3，由此確定立體構型；固態SO3形成三聚體環狀結構，該分子中S原子的價層電子對數為4，由此確定雜化軌道類型。

(5)Na2S的晶胞結構中，黑球有4個，而白球有8個，由此確定黑球代表的離子。晶胞參數為a，則體對角線為a nm，體對角線上黑球與白球間的距離為體對角線長度的，從而得出×a=0.102+0.184，由此求出a。

(1)基態鈷原子的外圍電子排布式為3d74s2，則其電子排布圖為。答案為：；

(2)①在噻吩分子中，含有3個碳碳鍵、2個碳硫鍵、4個碳氫鍵，且兩原子間只能形成1個鍵，所以1mol噻吩（）中含有的鍵數目為9NA。答案為：9NA；

②在組成噻吩的C、H、S三種元素中，電負性最小的是非金屬性最弱的元素H；與S元素位于同一周期的非金屬元素有Si、P、S、Cl，它們的非金屬性依次增強，但P的價電子軌道半充滿，第一電離能反常，則第一電離能由大到小的順序為Cl>P>S>Si。答案為：H；Cl>P>S>Si；

(3)已知沸點：H2O>H2Se>H2S，只有H2O分子間能形成氫鍵，而H2Se的相對分子質量比H2S大，其原因為水分子間存在氫鍵，沸點高；相對分子質量H2Se大，范德華力強，沸點比H2S高。答案為：水分子間存在氫鍵，沸點高；相對分子質量H2Se大，范德華力強，沸點比H2S高；

(4)①尋找與SO2互為等電子體的分子和離子，可從它們的相鄰元素進行分析，由此得出分子和離子為：O3、NO2-(或其他合理答案)。答案為：O3；NO2-(或其他合理答案)；

②氣態SO3分子中，S的價層電子數為3，則立體構型為平面三角形；固態SO3形成三聚體環狀結構，該分子中S原子的價層電子對數為4，則雜化軌道類型為sp3。答案為：平面三角形；sp3；

(5)Na2S的晶胞結構中，黑球有4個，而白球有8個，則黑球代表的離子為硫離子(或S2-)。晶胞參數為a，則體對角線為a，體對角線上黑球與白球間的距離為體對角線長度的，從而得出×a=(0.102+0.184)nm，a=0.661nm或nm。答案為：硫離子(或S2-)；0.661或。