Question

【題目】早期發現的一種天然二十面體準晶顆粒由Al、Cu.Fe三種金屬元素組成，回答下列問題：

（1）①銅元素位于周期表中_____區。Cu2+離子的價層軌道表示式為____。

②錳、鐵、鈷三種元素的逐級電離能如下表：

電離能/KJ/mol	I1	I2	I 3	I4
Mn	717.3	1509.0	3248	4940
Fe	762.5	1561.9	2957	5290
Co	760.4	1648	3232	4950

鐵元素的第三電離能明顯低于錳元素和鈷元素，其原因是____。

③實驗室可用赤血鹽K3[Fe(CN)6]檢驗Fe2+離子，在赤血鹽中鐵元素的化合價為____，中心離子的配位數為______。

（2）利用反應：X+C2H2+NH3→Cu2C2+NH4Cl(未配平)可檢驗乙炔。

①化合物X晶胞結構如圖，據此可知X的化學式為_______。

②乙炔分子中σ鍵與π鍵數目之比為______，碳原子的雜化方式為_______；NH4+空間構型為______（用文字描述）。

（3）①下列三種化合物a．AlCl3 b．NaCl c．Al2O3沸點由高到低依次是_______（填編號），其原因是____________。

②Al單質中原子采取面心立方最密堆積，其晶胞邊長為0.405nm，列式表示Al單質的密度_______g/cm3（不必計算出結果）。

Answer 1

【答案】 ds Co的核電荷數多于Fe，電子離開時克服的引力較大，所以Co的第三電離能比Fe大。Mn2+是半充滿結構（3d5），再電離一個電子所需的能量較高，所以Mn的第三電離能也比Fe大 +3 6 CuCl 3:2 sp雜化 正四面體 cba AlCl3是分子晶體．沸點最低，NaCl和Al2O3是離子晶體，Al2O3的構成離子半徑小，電荷高，晶格能大，沸點最高

【解析】本題考查選修三《物質結構與性質》，（1）①銅原子價電子排布式為3d104s1，位于ds區，Cu2＋是Cu原子失去2個電子，即價電子軌道式為；②Fe價電子排布式為3d64s2，Mn的價電子排布式為3d54s2，Co價電子排布式為3d74s2， Co的核電荷數多于Fe，電子離開時克服的引力較大，所以Co的第三電離能比Fe大，Mn2＋是半充滿結構（3d5），再電離一個電子所需的能量較高，所以Mn的第三電離能也比Fe大；③K顯＋1價，CN顯－1價，整個化合價代數為0，因此Fe的價態是＋3價，CN－是Fe的配離子，因此中心離子的配位數為6；（2）①Cu位于頂點和面心，個數為8×1/8＋6×1/2=4，Cl位于晶胞內部，有4個，因此化學式為CuCl；②乙炔結構簡式為：，成鍵原子鍵只能有1個σ鍵，碳碳叁鍵中有2個π鍵，因此1mol乙炔中σ鍵和π鍵的比值為3：2；碳有

2個σ鍵，無孤電子對，雜化類型為sp；NH4＋中N有4σ鍵，無孤電子對，即雜化類型為sp3，空間構型為正四面體；（3）AlCl3屬于分子晶體，NaCl和Al2O3屬于離子晶體，一般分子晶體的熔沸點小于離子晶體，即氯化鋁最低，離子晶體熔沸點與晶格能有關，所帶電荷數越多、半徑越小，晶格能越強，熔沸點越高，Al2O3的構成離子半徑小，電荷數多，晶格能大，沸點最高，順序是Al2O3>NaCl>AlCl3；②晶胞中Al的個數為8×1/8＋6×1/2=4，則晶胞的質量為4×27/NAg，晶胞的體積為(0.405×10－7)3cm3，根據密度的定義，則密度為。