Question

【題目】鹵素及其化合物廣泛存在于自然界中。回答下列問(wèn)題：

(1)光氣(COCl2)是一種重要的有機(jī)中間體，在農(nóng)藥、醫(yī)藥、工程塑料、聚氨酯材料以及軍事上都有許多用途。光氣的分子立體構(gòu)型為______________，其三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?/span>______________。與COCl2互為等電子體的分子和離子(各寫(xiě)一種)__________。

(2)日常生活中，看到的許多可見(jiàn)光，如霓虹燈，試從原子結(jié)構(gòu)角度解釋這一現(xiàn)象？____________________________。

(3)區(qū)分晶態(tài)二氧化硅和非晶態(tài)二氧化硅最可靠的科學(xué)方法是_____________。

(4)一種銅的溴化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，若將圖中的Cu去掉，再把所有的Br換成Cu，得到晶體銅的晶胞結(jié)構(gòu)，則晶體銅的堆積方式為___________，某同學(xué)將基態(tài)銅原子價(jià)電子錯(cuò)誤的寫(xiě)為3d94s2，違背了核外電子排布規(guī)律中的______。

(5)下列關(guān)于上述銅的溴化物晶胞結(jié)構(gòu)說(shuō)法正確的是_________(選填字母序號(hào))。

A．該化合物的化學(xué)式為CuBr2

B．銅的配位數(shù)為8

C．與每個(gè)Br緊鄰的Br有12個(gè)

D．由圖中P點(diǎn)和Q點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)，確定R點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(1/4,1/4,1/4)

(6)若圖中P點(diǎn)和R點(diǎn)的原子核間距為a cm，NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值，則該晶胞密度為______g/cm3。(列出計(jì)算式即可)

Answer 1

【答案】平面三角形 C<Cl<O N2Cl2、BF3、SO3等合理答案，NOCl2+、NO3-等合理答案 原子核外電子發(fā)生躍遷，從激發(fā)態(tài)變?yōu)榛鶓B(tài)時(shí)以光的形式釋放能量 X-射線衍射實(shí)驗(yàn) 面心立方最緊密堆積 洪特規(guī)則（特例） CD 或

【解析】

(1) 光氣的分子式為COCl2，結(jié)構(gòu)式為，碳原子孤電子對(duì)數(shù)為0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，則其空間結(jié)構(gòu)為平面三角形；同一周期從左到右元素的電負(fù)性逐漸增大，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，所以C、O、Cl三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?/span>C<Cl<O；原子總數(shù)相等、價(jià)電子總數(shù)也相等的微粒互為等電子體，COCl2的等電子體的化學(xué)式為N2Cl2、BF3、SO3等分子和NOCl2+、NO3-等離子；

(2)光是電子釋放能量重要形式之一，日常生活中，看到的許多可見(jiàn)光，如霓虹燈等都與原子核外電子發(fā)生躍遷，從激發(fā)態(tài)變?yōu)榛鶓B(tài)時(shí)以光的形式釋放能量有關(guān)；

(3) 晶態(tài)和非晶態(tài)二氧化硅結(jié)構(gòu)上最大的不同是晶態(tài)二氧化硅長(zhǎng)程有序，非晶態(tài)短程有序。

區(qū)分晶態(tài)二氧化硅和非晶態(tài)二氧化硅最可靠的科學(xué)方法是對(duì)固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)；

(4) 晶胞中銅原子位于面心、頂點(diǎn)上，屬于面心立方最緊密堆積；根據(jù)洪特規(guī)則，對(duì)于同一電子亞層中，當(dāng)電子排布為全充滿、半充滿或全空時(shí)是比較穩(wěn)定的，基態(tài)銅原子價(jià)電子應(yīng)為3d104s1；

(5) A．根據(jù)均攤法，晶胞中銅原子為4個(gè)，溴原子數(shù)是8×＋6×＝4，所以晶胞的化學(xué)式是CuBr；

B．以頂點(diǎn)銅原子研究，與之相鄰的原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)的原子為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共有，故Cu原子的配位數(shù)為=12；

C．根據(jù)晶胞圖可知，與每個(gè)Br緊鄰的Br有12個(gè)；

D．圖中P點(diǎn)原子坐標(biāo)參數(shù)為(0，0，0)和Q點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)(1/2，1/2，0)，可知晶胞邊長(zhǎng)設(shè)為1，PR為晶胞對(duì)角線的，則R點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為；

(6) 若Cu原子與最近的Br原子的核間距為a cm，即為體對(duì)角線的四分之一，故則該晶體的邊長(zhǎng)為： cm，該晶胞的體積為：cm3，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為：(4×144)÷NA g，故晶胞的密度計(jì)算表達(dá)式為： g/cm3。

(1) 光氣的分子式為COCl2，結(jié)構(gòu)式為，碳原子孤電子對(duì)數(shù)為0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，則其空間結(jié)構(gòu)為平面三角形；同一周期從左到右元素的電負(fù)性逐漸增大，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，所以C、O、Cl三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?/span>C<Cl<O；原子總數(shù)相等、價(jià)電子總數(shù)也相等的微粒互為等電子體，COCl2的等電子體的化學(xué)式為N2Cl2、BF3、SO3等分子和NOCl2+、NO3-等離子；

因此，本題正確答案是：平面三角形；C<Cl<O；N2Cl2、BF3、SO3等合理答案，NOCl2+、NO3-等合理答案；

(2)光是電子釋放能量重要形式之一，日常生活中，看到的許多可見(jiàn)光，如霓虹燈等都與原子核外電子發(fā)生躍遷，從激發(fā)態(tài)變?yōu)榛鶓B(tài)時(shí)以光的形式釋放能量有關(guān)；

因此，本題正確答案是：原子核外電子發(fā)生躍遷，從激發(fā)態(tài)變?yōu)榛鶓B(tài)時(shí)以光的形式釋放能量；

(3) 晶態(tài)和非晶態(tài)二氧化硅結(jié)構(gòu)上最大的不同是晶態(tài)二氧化硅長(zhǎng)程有序，非晶態(tài)短程有序。

區(qū)分晶態(tài)二氧化硅和非晶態(tài)二氧化硅最可靠的科學(xué)方法是對(duì)固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)；

因此，本題正確答案是：X-射線衍射實(shí)驗(yàn)；

(4) 晶胞中銅原子位于面心、頂點(diǎn)上，屬于面心立方最緊密堆積；根據(jù)洪特規(guī)則，對(duì)于同一電子亞層中，當(dāng)電子排布為全充滿、半充滿或全空時(shí)是比較穩(wěn)定的，基態(tài)銅原子價(jià)電子應(yīng)為3d104s1，若寫(xiě)為3d94s2，則違背了核電子排布規(guī)律中的洪特規(guī)則（特例）；

因此，本題正確答案是：面心立方最緊密堆積；洪特規(guī)則（特例）；

(5) A．根據(jù)均攤法，晶胞中銅原子為4個(gè)，溴原子數(shù)是8×＋6×＝4，所以晶胞的化學(xué)式是CuBr，故A錯(cuò)誤；

B．以頂點(diǎn)銅原子研究，與之相鄰的原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)的原子為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共有，故Cu原子的配位數(shù)為=12，故B錯(cuò)誤；

C．根據(jù)晶胞圖可知，與每個(gè)Br緊鄰的Br有12個(gè)，故C正確；

D．圖中P點(diǎn)原子坐標(biāo)參數(shù)為(0，0，0)和Q點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)(1/2，1/2，0)，可知晶胞邊長(zhǎng)設(shè)為1，PR為晶胞對(duì)角線的，則R點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為，故D正確；

因此，本題正確答案是：CD；

(6) 若Cu原子與最近的Br原子的核間距為a cm，即為體對(duì)角線的四分之一，故則該晶體的邊長(zhǎng)為： cm，該晶胞的體積為：cm3，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為：(4×144)÷NA g，故晶胞的密度計(jì)算表達(dá)式為： g/cm3。

因此，本題正確答案是：或。