Question

19．如圖（1）表示一些晶體中的某些結(jié)構(gòu)，它們分別是NaCl、干冰、CsCl、金剛石、石墨結(jié)構(gòu)中的某一種的某一部分
（1）上述五種物質(zhì)熔點由高到低的排列順序為EDACB（用字母代號表示）
（2）CsCl晶體中離子的配位數(shù)是8，NaCl與CsCl是兩種不同類型的晶體結(jié)構(gòu)，其主要原因是陽離子半徑不同
（3）干冰中每個CO₂分子與12個CO₂分子緊鄰，石墨中每個正六邊形占有的碳原子數(shù)平均為2個
（4）假設(shè)干冰中CO₂分子與CO₂分子之間最近的距離為acm，阿伏伽德羅常數(shù)用N_A表示，則干冰的密度為$\frac{44\sqrt{2}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³
（5）已知FeS₂晶體具有如圖（2）空間結(jié)構(gòu)，則FeS₂晶體中具有的化學(xué)鍵類型是離子鍵和非極性鍵，鐵原子的價電子排布式是3d⁶4s²

Answer 1

分析 （1）晶體熔沸點：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，離子晶體熔沸點與離子半徑成正比，與電荷成正比；
（2）根據(jù)CsCl結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)知，CsCl晶胞中離子配位數(shù)是8，NaCl、CsCl晶胞結(jié)構(gòu)受離子半徑大小影響；
（3）干冰中每個CO₂分子與其緊鄰的CO₂分子個數(shù)=3×8÷2，石墨中每個C原子被3個六邊形共用，每個正六邊形占有的碳原子數(shù)平均個數(shù)=$\frac{1}{3}×6$；
（4）干冰晶胞中二氧化碳分子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，假設(shè)干冰中CO₂分子與CO₂分子之間最近的距離為acm，其距離為面對角線的$\frac{1}{2}$，所以其體對角線長度為2acm，晶胞邊長=$\sqrt{2}$acm，其體積V=（$\sqrt{2}$acm）³，干冰的密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$；
（5）該晶胞中白色球個數(shù)=黑色球個數(shù)=4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，所以黑色球和白色球個數(shù)之比為1：1，F(xiàn)eS₂晶體中存在Fe²⁺和S₂^2-離子，陰陽離子之間存在離子鍵，同種非金屬元素原子之間存在非極性鍵；Fe是26號元素，其原子核外有26個電子，其3d、4s能級上電子為其價電子．

解答 解：（1）晶體熔沸點：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，離子晶體熔沸點與離子半徑成正比，與電荷成正比，金剛石是原子晶體、NaCl和CsCl是離子晶體、干冰是分子晶體、石墨是混合型晶體，根據(jù)配位數(shù)及晶胞結(jié)構(gòu)知，A、B、C、D、E分別是NaCl、干冰、CsCl、金剛石、石墨，鈉離子半徑小于銫離子半徑，石墨中C-C鍵長小于金剛石中C-C鍵長，所以這幾種晶體熔點高低順序是EDACB，
故答案為：EDACB；
（2）根據(jù)CsCl結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)知，CsCl晶胞中離子配位數(shù)是8，NaCl、CsCl晶胞結(jié)構(gòu)受離子半徑大小影響，銫離子半徑大于鈉離子半徑，所以二者晶胞結(jié)構(gòu)不同，故答案為：8；晶體中陽離子半徑不同；
（3）干冰中每個CO₂分子與其緊鄰的CO₂分子個數(shù)=3×8÷2=12，石墨中每個C原子被3個六邊形共用，每個正六邊形占有的碳原子數(shù)平均個數(shù)=$\frac{1}{3}×6$=2，
故答案為：12；2；
（4）干冰晶胞中二氧化碳分子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，假設(shè)干冰中CO₂分子與CO₂分子之間最近的距離為acm，其距離為面對角線的$\frac{1}{2}$，所以其體對角線長度為2acm，晶胞邊長=$\sqrt{2}$acm，其體積V=（$\sqrt{2}$acm）³，干冰的密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{44}{{N}_{A}}×4}{（\sqrt{2}a）^{3}}$g/cm³=$\frac{44\sqrt{2}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，故答案為：$\frac{44\sqrt{2}}{{a}^{3}{N}_{A}}$；
（5）該晶胞中白色球個數(shù)=黑色球個數(shù)=4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，所以黑色球和白色球個數(shù)之比為1：1，F(xiàn)eS₂晶體中存在Fe²⁺和S₂^2-離子，陰陽離子之間存在離子鍵，同種非金屬元素原子之間存在非極性鍵，所以該晶胞中存在離子鍵和非極性鍵；Fe是26號元素，其原子核外有26個電子，其3d、4s能級上電子為其價電子，F(xiàn)e原子價電子排布式為3d⁶4s²，
故答案為：離子鍵和非極性鍵；3d⁶4s²．

點評 本題考查晶胞計算及原子核外電子排布式的書寫，為高頻考點，側(cè)重考查學(xué)生計算及空間想象能力，注意：干冰晶胞中距離最近的兩個二氧化碳分子分別位于面心和頂點上，注意石墨熔點高于金剛石，但二者沸點相同，為易錯點．