Question

【题目】(1)铁离子(Fe3+)最外层电子排布式为______，其核外共有______种不同运动状态的电子。

(2)硒、砷、溴三种元素的第一电离能从大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。

(3)两种三角锥形气态氢化物PH3和NH3的键角分别为93.6°和107°，试分析PH3的键角小于NH3的原因_____________________________________________________________。

(4)常温下PCl5是白色晶体，在148℃时熔化成能导电的熔体。该熔体由A、B两种微粒构成，A、B分别与CCl4、SF6互为等电子体，则A的化学式为__________________，其中心原子杂化方式为_______________。

(5)Cu与Au的某种合金可形成面心立方最密堆积的晶体(密度为ρg·cm-3)，在该晶胞中Cu原子处于面心，用NA表示阿伏加德罗常数的值。

①与Au距离最近的Cu个数为________。

②该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构(如图)相似，该晶体储氢后的化学式为__________，则晶胞中Cu原子与Au原子中心的最短距离d=________cm。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为__________（）。

Answer 1

【答案】 3s23p63d5 23 Br As Se N电负性强于P，且原子半径小于P， NH3中成键电子对离中心原子更近，成键电子对间距离更小，致使其成键电子对间斥力大，键角更大 PCl4+ sp3 12 Cu3AuH4 44800ρ/389（或115.2ρ）

【解析】（1）铁原子的核电荷数为26，原子形成阳离子先按能层高低失去电子，能层越高的越易失电子；同一能层中按能级高低失去电子，能级越高越容易失去；铁离子含有23个电子。

（2）同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势。但IIA、 VA族元素第一电离能大于相邻元素。

（3）N电负性强于P，且原子半径小于P， NH3中成键电子对离中心原子更近，成键电子对间距离更小，致使其成键电子对间斥力大，键角更大。

（4）常温下PCl5是白色晶体，在148℃时熔化成能导电的熔体，说明生成自由移动的离子，一种为PCl4+，另外一种为PCl6-；反应为2PCl5= PCl4++ PCl6-。

（5）立方晶胞中，顶点粒子占1/8，面心粒子占1/2，内部粒子为整个晶胞所有，根据晶体的密度ρ=m/V做相关计算。

(1) 铁原子的核电荷数为26，1s22S22p63s23p63d64s2，铁离子(Fe3+)失去3个电子，最外层电子排布式为3s23p63d5；其核外共有23种不同运动状态的电子；正确答案：3s23p63d5 ；23。

(2) 同周期主族元素的第一电离通常随核电荷数增大，呈增大趋势，但As的p轨道为半充满结构，相对稳定，第一电离能较大，所以第一电离能从大到小的顺序为Br As Se ；正确答案：Br As Se。

(3) N电负性强于P，且原子半径小于P， NH3中成键电子对离中心原子更近，成键电子对间距离更小，致使其成键电子对间斥力大，键角更大，所以两种三角锥形气态氢化物PH3和NH3的键角相比较，NH3分子的键角较大；正确答案：N电负性强于P，且原子半径小于P， NH3中成键电子对离中心原子更近，成键电子对间距离更小，致使其成键电子对间斥力大，键角更大。

(4) CCl4的原子数为5，价电子总数为32，SF6的原子数为7，价电子总数为48，因为A与 CCl4互为等电子体，B与 SF6互为等电子体，则A为PCl4+ ，B为PCl6- ；PCl4+ 的中心P原子的成键电子对数为，其中心原子杂化轨道类型为sp3；正确答案：PCl4+ ； sp3 。

（5）①根据晶胞结构分析可知，每个Au原子周围等距离且最近的Cu原子数为3×8×1/2=12；正确答案：12。

②立方晶胞中，顶点粒子占1/8，面心粒子占1/2，内部粒子为整个晶胞所有，所以一个晶胞中含有粒子个数：Au ：8×1/8=1，Cu ：6×1/2=3，H：4；所以该晶体储氢后的化学式为Cu3AuH4。设有1mol晶胞，晶胞边长为acm，则一个晶胞的体积为V=a3cm3，1mol晶胞含有Na的晶胞，1mol晶胞的质量为m=389g，则晶胞的密度为ρ=m/V=389/a3Na，则可知a3= 389/ρNa；根据几何知识，晶胞中Cu原子与Au原子中心的最短距离d= =；若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为44800ρ/389=115.2ρ；正确答案：Cu3AuH4 ；；44800ρ/389（或115.2ρ）