Question

【題目】鋁及其化合物在工農業生產及日常生活中有重要用途。請回答下列問題：

（1）Al原子的價電子排布圖為_________________________________，Na、Mg、Al的第一電離能由小到大的順序為________________________。

（2）某含有鋁元素的翡翠的化學式為Be3Al2(Si6O18)，其中Si原子的雜化軌道類型為________。

（3）工業上用氧化鋁、氮氣、碳單質在高溫條件下可制備一種四面體結構單元的高溫結構陶瓷，其晶胞如圖所示：

①該制備反應的化學方程式為___________________________________.

②該化合物的晶體類型為_______________，該晶胞中有____個鋁原子，該晶胞的邊長為a pm，則該晶胞的密度為____________g·cm－3。

（4）AlCl3的相對分子質量為133.5，183 ℃開始升華，易溶于水、乙醚等，其二聚物(Al2Cl6)的結構如圖所示，圖中1鍵鍵長為206 pm,2鍵鍵長為221 pm，從鍵的形成角度分析1鍵和2鍵的區別：__________________________________________。

（5）LiAlH4是一種特殊的還原劑，可將羧酸直接還原成醇：

CH3COOH CH3CH2OH

CH3COOH分子中π鍵和σ鍵的數目之比為________，分子中鍵角α________鍵角β(填“大于”、“等于”或“小于”)。

Answer 1

【答案】 Na<Al<Mg sp3 Al2O3＋N2＋3C3CO＋2AlN 原子晶體 4 1鍵為鋁原子、氯原子各提供一個電子形成的共價鍵，2鍵為氯原子提供孤電子對、鋁原子提供空軌道形成的配位鍵 1∶7 小于

【解析】（1）考查價電子排布圖、第一電離能的規律，Al屬于主族元素，價電子指的是最外層電子數，因此Al的價電子排布圖為；同周期從左向右第一電離能增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此三種元素的第一電離能的順序是Na<Al<Mg；（2）考查雜化軌道的判斷，拆寫成氧化物的形式3BeO·Al2O3·6SiO2，1molSiO2中含有4molσ鍵，無孤電子對，因此Si的雜化類型為sp3；（3）考查化學反應方程式的書寫、晶體類型判斷。晶胞的計算，①根據晶胞的結構，Al在頂點和面心，Al的個數為8×1/8＋6×1/2=4，N位于晶胞內部，個數為4，化學式為AlN，Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO；②AlN的性質是高溫結構的陶瓷，說明AlN的熔沸點高，即AlN屬于原子晶體；根據上述分析，晶胞中有4個鋁原子；晶胞的體積為(a×10－10)3cm3，晶胞的質量為，根據密度的定義，晶胞的密度為g/cm3；（4）考查配位鍵，根據題目AlCl3的性質，推出AlCl3屬于分子晶體，1個Al原子提供三個電子，與三個氯原子形成共價鍵，根據Al2Cl6的結構，說明Al有配位鍵，即2為配位鍵，因此區別是1鍵為鋁原子、氯原子各提供一個電子形成的共價鍵，2鍵為氯原子提供孤電子對、鋁原子提供空軌道形成的配位鍵；（5）考查化學鍵數目的判斷，成鍵原子之間只能形成一個σ鍵，因此1mol醋酸中含有σ鍵物質的量為7mol，羧基中含有碳氧雙鍵，因此1mol醋酸中含有π鍵的物質的量為1mol，即π鍵和σ鍵的數目之比為1：7；羰基上的O原子有兩個孤電子對，孤電子對之間的斥力大于成鍵電子對之間的斥力，因此分子中鍵角α小于鍵角β。