Question

【題目】Al、Fe、Cu 是重要的材料元素，在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問題:

(1)基態(tài)Fe2+的核外電子排布式為[Ar]______，有__個(gè)未成對電子。

(2)氯化鋁熔點(diǎn)為194℃,而氧化鋁熔點(diǎn)為2050℃，二者熔點(diǎn)相差很大的原因是_____。

(3)已知Al 的第一電離能為578kJ/mol、第二電離能為1817 kJ/mol、第三電離能為2745 kJ/mol、第四電離能為11575 kJ/mol。請解釋其第二電離能增幅較大的原因________。

(4)甲醇重整制氫反應(yīng)中，銅基催化劑如CuO/SiO2具有重整溫度低、催化選擇性高的優(yōu)點(diǎn)。Cu、Si、O元素電負(fù)性由大到小的順序是____；SiO2中Si原子采取____雜化。

(5)一種銅的溴化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:該晶胞中銅的配位數(shù)是___,與溴緊鄰的溴原子數(shù)目是________，由圖中P點(diǎn)和Q點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)可確定R點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為________；已知晶胞參數(shù)為apm,其密度為_______g/cm3 (列出計(jì)算式即可)。

Answer 1

【答案】 3d6 4 氧化鋁是離子晶體，而氯化鋁是分子晶體 Al原子失去一個(gè)電子后，其3s上有2個(gè)電子為全充滿狀態(tài)、3p和3d為全空狀態(tài)，較穩(wěn)定 O>Si>Cu sp3 4 12 (1/4，1/4，1/4)

【解析】 (1)基態(tài)Fe2+的核外電子排布式為[Ar] 3d6，d軌道有5個(gè)，根據(jù)洪特規(guī)則可知其有4個(gè)未成對電子。

(2)氯化鋁熔點(diǎn)為194℃,而氧化鋁熔點(diǎn)為2050℃，二者熔點(diǎn)相差很大的原因是兩者的晶體類型不同，氧化鋁是離子晶體，其晶體具有較高的晶格能，而氯化鋁是分子晶體，其分子間只存在微弱的分子間作用力。

(3)已知Al的第一電離能為578kJ/mol、第二電離能為1817 kJ/mol、第三電離能為2745 kJ/mol、第四電離能為11575 kJ/mol。其第二電離能增幅較大的原因是：Al原子失去一個(gè)電子后，其3s上有2個(gè)電子為全充滿狀態(tài)、3p和3d是全空狀態(tài)，故較穩(wěn)定。

(4) 非金屬性越強(qiáng)的元素，其電負(fù)性越大，所以，Cu、Si、O元素電負(fù)性由大到小的順序是O>Si>Cu；SiO2中每個(gè)Si原子與其周圍的4個(gè)O原子形成共價(jià)鍵，所以Si原子采取sp3雜化。

(5)由圖可知，該晶胞中，溴原子的數(shù)目為，銅原子的數(shù)目為4，每個(gè)銅原子周圍有4個(gè)溴原子，所以銅的配位數(shù)是4，該化合物的化學(xué)式為CuBr。溴原子位于晶胞的頂點(diǎn)和面心，所以與溴緊鄰的溴原子數(shù)目是=12。R點(diǎn)位于晶胞的左下前方的八分之一立方的體心，P點(diǎn)是頂點(diǎn)位于坐標(biāo)原點(diǎn)，Q點(diǎn)為面心，由圖中P點(diǎn)和Q點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)，可確定R點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(1/4，1/4，1/4)；已知晶胞參數(shù)為apm，NA個(gè)晶胞的體積和質(zhì)量分別為、，所以其密度為g/cm3。