Question

【题目】[化学-选修3：物质结构与性质]

(1)丙酮()分子中2号碳原子的杂化方式为__________；

(2)写出镍原子的电子排布式_____________；

(3)H2O分子的键角比NH3分子的键角小，原因是_____________________________________ ；

(4)N、P、As属于同族元素，它们的简单氢化物沸点由大到小的顺序为_________________(用化学式表示)，其原因是 ____________________________________；

(5)由铜与氯形成的一种化合物的晶胞结构如图所示(黑点代表铜原子)。

①将晶胞内的4个黑点相互连接所形成的立体构型是______________；

②晶体中与一个氯原子距离最近的氯原子有___________个；

③已知该晶体的密度为ρg.cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体中铜原子和氯原子之间的最短距离为____________pm(列出计算式即可)；

Answer 1

【答案】sp2杂化 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。 NH3中存在1对孤电子对，H2O中存在2对孤电子对，孤对子对数越多，和其他电子发生排斥作用越大，键角越小。 NH3>AsH3> PH3 NH3分子间有氢键，沸点最高，AsH3的相对分子质量比PH3大 正四面体型 12 (31/2/4) ×[4×99.5/ (NA×ρ）]1/3×1010

【解析】

（1）丙酮()分子中2号碳原子的杂化方式为sp2杂化。

（2）镍元素原子核外有28个电子，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。

（3）NH3、H2O分子中心原子都是sp3杂化， NH3中存在1对孤电子对，H2O中存在2对孤电子对，孤对子对数越多，和其他电子发生排斥作用越大，键角越小。

（4）对于组成和结构相似的分子晶体，比较熔沸点大小时，先看有没有氢键， 没有氢键，再看相对分子质量，一般都是相对分子质量越大，熔沸点越高。

（5）①由该晶胞可以看出，与金刚石晶胞相似，所以晶胞内的四个黑点相互连接，可以组

成一个正四面体形。

②晶胞是孤立体系，周围有无数晶胞重叠，从底心的Cl看出，周围最近的原子有8个，下面一个晶胞有4个，因此在它周围最近的Cl有12个。

③设晶胞边长为acm，则一个晶胞的体积为a3cm3，一个晶胞中含有4个Cu，含有4个Cl，则1个晶胞的质量为m=(4×64+4×35.5)/NA g=(4×99.5/NA)g，因为密度为ρg.cm-3，所以晶胞边长a=[4×99.5/ (NA×ρ)]1/3cm；CuCl的晶胞与金刚石晶胞相似，所以该晶体中铜原子和氯原子之间的最短距离为体对角线的四分之一，即(31/2/4) ×[4×99.5/( NA×ρ）]1/3cm=(31/2/4) ×[4×99.5/( NA×ρ）]1/3×1010pm。

（1）丙酮中羰基碳原子与两个甲基碳原子和一个氧原子相连，丙酮()分子中2号碳原子的杂化方式为sp2杂化，故答案为：sp2杂化。

（2）镍元素原子核外有28个电子，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2，故答案为：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。

（3）NH3、H2O分子中心原子都是sp3杂化， NH3中存在1对孤电子对，H2O中存在2对孤电子对，孤对子对数越多，和其他电子发生排斥作用越大，键角越小，故答案为：NH3中存在1对孤电子对，H2O中存在2对孤电子对，孤对子对数越多，和其他电子发生排斥作用越大，键角越小。

（4）NH3分子间有氢键，氢键比分子间作用力大，所以沸点最高；对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，As的相对原子质量大于P，所以沸点：NH3>AsH3> PH3，故答案为：NH3>AsH3> PH3；NH3分子间有氢键，沸点最高，AsH3的相对分子质量比PH3大。

（5）①由该晶胞可以看出，与金刚石晶胞相似，所以晶胞内的四个黑点相互连接，可以组

成一个正四面体形，故答案为:正四面体型。

②晶胞不应作为孤立体系而存在，周围有无数晶胞重叠，从底心的Cl看出，周围最近的Cl原子有8个（4个顶点和邻近的4个面心），下面一个晶胞有4个（邻近的4个面心），因此在它周围最近的Cl有12个，故答案为：12。

③设晶胞边长为acm，则一个晶胞的体积为a3cm3，一个晶胞中含有4个Cu，含有4个Cl，则1个晶胞的质量为m=(4×64+4×35.5/NA)g=(4×99.5/NA)g，因为密度为ρg.cm-3，所以晶胞边长a=[4×99.5/ (NA×ρ)]1/3cm；CuCl的晶胞与金刚石晶胞相似，所以该晶体中铜原子和氯原子之间的最短距离为体对角线的四分之一，即：(31/2/4) ×（4×99.5/ NA×ρ）1/3cm=(31/2/4) ×[4×99.5/ (NA×ρ）]1/3×1010pm。故答案为：(31/2/4) ×[4×99.5/ (NA×ρ）]1/3×1010pm。