Question

【題目】核安全與放射性污染防治已引起廣泛關注。在爆炸的核電站周圍含有放射性物質 碘-131和鈣-137。碘-131 —旦被人體吸入，可能會引發甲狀腺腫大等疾病。

(1)與鈉同主族的前四周期(包括第四周期)的三種元素X、Y、Z的第一電離能如下表：

元素代號	X	Y	Z
第一電離能/(kJ.mol)	520	496	419

基態Z原子倒數第二層電子的排布式為______。X、Y、Z三種元素形成的單質熔點由高到低的順序為_______(用元素符號表示)，其原因為___________ .

(2)F與I同主族,BeF2分子中心原子的雜化類型為_________ ,BeF2分子是________分子(選填“極性”或“非極性”)。

(3)已知高碘酸有兩種形式,化學式分別為H5IO6 和HIO4 ,二者酸性強弱順序為:H5IO6 ________HIO4(選填">"或"<"“=”)。從電子云的重疊方式的角度分析,H5IO6分子中的化學鍵有________(寫出兩種).

(4)131I2晶體的晶胞結構如圖甲所示，該晶胞中平均含有________個131I原子，晶體中碘分子的排列有_________種不同的方向。

(5)KI的晶胞結構如圖乙所示，每個K＋周圍緊鄰的K＋個數為_______個。KI晶體的密度為ρg.cm-3 ,K和I的原子半徑分別為rkcm和rI cm,阿伏加德羅常數的值為NA,則 KI晶胞中的空間利用率為_______. ［空間利用率=(球體積/晶胞體積)×100%,用相關字母的代數式表示即可］

Answer 1

【答案】3s23p6 Li＞Na＞K 鋰、鈉、鉀均為金屬晶體，它們的價電子數相等，金屬離子所帶的電荷數相同，離子半徑依次增大，金屬鍵依次減弱，故熔點依次降低 sp 非極性 ＜ δ、π 8 2 12 ×100%

【解析】

（1）與鈉同主族即ⅠA族，前四周期的元素分別為H、Li、Na、K，又由提供的X、Y的第一電離能的差值與Y、Z的第一電離能的差值相差不大可知，X、Y、Z不可能有H元素，而同主族元素隨著電子層數的增加，第一電離能逐漸減小，故X、Y、Z分別為Li、Na、K；K原子核電荷數為19，寫出核外電子排布式解答；鋰、鈉、鉀為金屬晶體，比較熔沸點要比較離子半徑和所帶電荷；

（2）雜化類型由成鍵電子對和孤電子對決定，BeF2分子成鍵電子對為2，孤電子對為0，據此分析作答；

（3）比較含氧酸的酸性大小可通過比較含非羥基氧原子個數，H5IO6（）含非羥基氧原子1個，HIO4含非羥基氧原子3個；單鍵由1個δ鍵構成，雙鍵由1個δ鍵和1個π鍵構成；

（4）根據均攤法分析，I2在晶胞的8個頂點和6個面上；晶胞中8個頂點和左右面一種取向，上下面和前后面一種取向；

（5）KI晶胞與NaCl晶胞結構相似，每個K+緊鄰K+在面的對角線上；空間利用率=(球體積/晶胞體積)×100%，所以需要分別求出晶胞中原子所占的體積和晶胞的體積，球體積=4/3πr3，晶胞體積=m/ρ，據此分析作答。

（1）根據電離能的數據X、Y、Z不可能有H元素，而同主族元素隨著電子層數的增加，第一電離能逐漸減小，故X、Y、Z分別為Li、Na、K；K原子核電荷數為19，核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s1，倒數第二層電子的排布式為3s23p6；Li、Na、K的最外層電子數都是1，但離子半徑逐漸增大，金屬鍵減弱，熔點降低。答案：3s23p6；Li＞Na＞K；鋰、鈉、鉀均為金屬晶體，它們的價電子數相等，金屬離子所帶的電荷數相同，離子半徑依次增大，金屬鍵依次減弱，故熔點依次降低；

（2）BeF2分子內中心原子為Be，其價電子數為2，F提供2個電子，所以Be原子的價層電子對數為（2+2）/2=2，Be原子的雜化類型為sp雜化，分子構型為直線形，是非極性分子。答案：sp；非極性；

（3）H5IO6（）中含有5個羥基氫，為五元酸，含非羥基氧原子1個，HIO4為一元酸，含有1個羥基氫，含非羥基氧原子3個，所以酸性：H5IO6＜HIO4；H5IO6（）中存在雙鍵，所以分子中的化學鍵有δ鍵、π鍵。答案：＜；δ、π；

（4）由碘晶胞可知，I2在晶胞的8個頂點和6個面上，故一個晶胞中含有4個I2分子，即8個I原子；觀察碘晶胞圖示可知，晶體中碘分子的排列有2種。答案： 8；2；

（5）KI晶胞與NaCl晶胞結構相似，每個K+緊鄰12個K+；根據均攤法計算，K：8×1/8+6×1/2＝4，I：12×1/4+1=4，故其晶胞中原子所占的體積V1=，晶胞的體積V2=m/ρ=[4×(39+127)]/NAρ，故KI晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為V1/V2×100%=×100%。答案：12；×100%。