Question

【题目】科学家研究发现：硫化态的钴、钼、硫相互作用相（所谓“CoMoS”相）和噻吩(分子式为C4H4S)的加氢脱硫反应(C4H4S+4H2→C4H10+H2S)活性有线性关系。请回答下列有关问题：

(1)基态钴原子的外围电子排布图（轨道表示式）为___________。

(2)常温下，噻吩是一种无色、有恶臭、能催泪的液体，天然存在于石油中。

①1mol噻吩()中含有的键数目为___。

②在组成噻吩的三种元素中，电负性最小的是__（填元素符号，下同）；与S元素位于同一周期的非金属元素第一电离能由大到小的顺序为_______________。

(3)已知沸点：H2O>H2Se>H2S，其原因 __________。

(4)H2S在空气中燃烧可生成SO2，SO2催化氧化后得到SO3。

①写出与SO2互为等电子体的分子和离子：___、___（各一种）。

②气态SO3以单分子形式存在，其分子的立体构型为_____；固态SO3形成三聚体环状结（如图1所示），该分子中S原子的杂化轨道类型为______。

(5)Na2S的晶胞结构如图2所示，则黑球代表的离子是___。已知Na的半径为0.102nm，S2-的半径为0.184nm，根据硬球接触模型，则Na2S的晶胞参数a=__nm（列出计算式即可）。

Answer 1

【答案】 9NA H Cl>P>S>Si 水分子间存在氢键，沸点高；相对分子质量H2Se大，范德华力强，沸点比H2S高 O3 NO2-(或其他合理答案) 平面三角形 sp3 硫离子(或S2-) 0.661或

【解析】

(1)基态钴原子的外围电子排布式为3d74s2，由此可得出其电子排布图（轨道表示式）。

(2)①在噻吩分子中，含有3个碳碳键、2个碳硫键、4个碳氢键，由此可得出1mol噻吩（）中含有的键数目。

②在组成噻吩的C、H、S三种元素中，电负性最小的是非金属性最弱的元素；与S元素位于同一周期的非金属元素有Si、P、S、Cl，它们的非金属性依次增强，但P的价电子轨道半充满，第一电离能反常，由此可得出第一电离能由大到小的顺序。

(3)已知沸点：H2O>H2Se>H2S，只有H2O分子间能形成氢键，而H2Se的相对分子质量比H2S大。

(4)①寻找与SO2互为等电子体的分子和离子，可从它们的相邻元素进行分析。

②气态SO3分子中，S的价层电子数为3，由此确定立体构型；固态SO3形成三聚体环状结构，该分子中S原子的价层电子对数为4，由此确定杂化轨道类型。

(5)Na2S的晶胞结构中，黑球有4个，而白球有8个，由此确定黑球代表的离子。晶胞参数为a，则体对角线为a nm，体对角线上黑球与白球间的距离为体对角线长度的，从而得出×a=0.102+0.184，由此求出a。

(1)基态钴原子的外围电子排布式为3d74s2，则其电子排布图为。答案为：；

(2)①在噻吩分子中，含有3个碳碳键、2个碳硫键、4个碳氢键，且两原子间只能形成1个键，所以1mol噻吩（）中含有的键数目为9NA。答案为：9NA；

②在组成噻吩的C、H、S三种元素中，电负性最小的是非金属性最弱的元素H；与S元素位于同一周期的非金属元素有Si、P、S、Cl，它们的非金属性依次增强，但P的价电子轨道半充满，第一电离能反常，则第一电离能由大到小的顺序为Cl>P>S>Si。答案为：H；Cl>P>S>Si；

(3)已知沸点：H2O>H2Se>H2S，只有H2O分子间能形成氢键，而H2Se的相对分子质量比H2S大，其原因为水分子间存在氢键，沸点高；相对分子质量H2Se大，范德华力强，沸点比H2S高。答案为：水分子间存在氢键，沸点高；相对分子质量H2Se大，范德华力强，沸点比H2S高；

(4)①寻找与SO2互为等电子体的分子和离子，可从它们的相邻元素进行分析，由此得出分子和离子为：O3、NO2-(或其他合理答案)。答案为：O3；NO2-(或其他合理答案)；

②气态SO3分子中，S的价层电子数为3，则立体构型为平面三角形；固态SO3形成三聚体环状结构，该分子中S原子的价层电子对数为4，则杂化轨道类型为sp3。答案为：平面三角形；sp3；

(5)Na2S的晶胞结构中，黑球有4个，而白球有8个，则黑球代表的离子为硫离子(或S2-)。晶胞参数为a，则体对角线为a，体对角线上黑球与白球间的距离为体对角线长度的，从而得出×a=(0.102+0.184)nm，a=0.661nm或nm。答案为：硫离子(或S2-)；0.661或。