Question

【題目】晶體硅是制備太陽能電池板的主要原料，電池板中還含有硼、氮、鈦、鉆、鈣等多種化學物質。請回答下列問題：

（1）科學家常利用X-射線衍射實驗區分晶體硼和無定形硼，二者之關的關系互為_________。第二周期元素的第一電離能按由小到大的順序排列，B元素排在第____位，其基態能量最低的能極電子云輪廊圖為____________。

（2）硅酸根有多種結構形式，一種無限長鏈狀結構如圖1所示，其化學式為_______，Si原子的雜化類型為__________________。

（3）N元素位于元素周期表___________區；該元素形成的氫化物的沸點比同族元素的氫化物沸點高，其原因為____________________________________________________。

（4）[Co(NH3)6]3+的幾何構型為正八面體形，Co在中心。[Co(NH3)6]3+中，1個Co提供___個空軌道。該配位離子的作用力為_________________（填序號）。

A．金屬鍵 B．離子鍵 C．共價鍵 D．配位鍵 E．氫鍵

（5）一種由Ca、Ti、O三種元素形成的晶體的立方晶胞結構如圖2所示。

①與Ti緊鄰的Ca有________________個。

②若Ca與O之間的最短距離為a pm，阿伏加德羅常數的值為NA，則晶體的密度ρ=___g cm－3(用含a、NA的代數式表示)。

Answer 1

【答案】 同素異形體 2 球形 SiO32－ [或(SiO3)n2n－] sp3 p 氨分子間存在氫鍵，同族其他氫化物只有范德華力 6 CD 8 或

【解析】試題分析：(1) 晶體硼和無定形硼是硼元素組成的不同單質；同周期元素的第一電離能從左到右依次增大，但鈹原子2S軌道全充滿，第一電離能大于相鄰的硼原子；硼原子基態時能量最低的能級為1s；（2）根據圖1，每個硅原子與4個O原子成鍵，4個O原子中有2個O原子被2個硅原子共用；（3）N原子核外電子排布式是 ；氨分子間能形成氫鍵；1個Co原子與6個NH3分子形成配位鍵；（5）①由于1個頂點可以形成8個立方體，所以根據晶胞結構可知，在該物質的晶體結構中，每個鈦離子周圍與它最接近且距離相等的鈣離子有8個；根據均攤法計算該晶體的化學式，根據 計算密度；

解析：(1) 晶體硼和無定形硼是硼元素組成的不同單質，所以晶體硼和無定形硼之關的關系互為同素異形體；同周期元素的第一電離能從左到右依次增大，但鈹原子2S軌道全充滿，第一電離能大于相鄰的硼原子，所以硼的第一電離能僅大于鋰，第一電離能按由小到大的順序排列，B元素排在第2位；其基態能量最低的能級為1s，電子云輪廊圖為球形；（2）根據圖1，每個硅原子與4個O原子成鍵，4個O原子中有2個O原子被2個硅原子共用，實際每個硅原子占用氧原子數 ，化學式為SiO32－，Si原子的雜化類型為sp3；（3）N原子核外電子排布式是 ，最外能層是2p，所以N元素位于元素周期表p區；氨分子間能形成氫鍵，同族其他氫化物只有范德華力，所以氨氣的沸點比同族元素的氫化物沸點高；1個Co原子與6個NH3分子形成配位鍵，1個Co提供6個空軌道。該配位離子的作用力為配位鍵、共價鍵；（5）①由于1個頂點可以形成8個立方體，所以根據晶胞結構可知，在該物質的晶體結構中，每個鈦離子周圍與它最接近且距離相等的鈣離子有8個；根據均攤法，每個晶胞含有Ca、Ti、O原子數1、 、 ，該晶體的化學式是CaTiO3，晶胞的摩爾質量是138g/mol, 1個晶胞的質量是 g，Ca與O之間的最短距離為a pm，則晶胞的邊長是 ， ， = ；