Question

【题目】自然界中存在大量元素，在工农业生产中有广泛应用。回答下列问题:

(1)人工合成的蓝宝石晶体(Al2O3)是目前半导体工业中应用最广泛的材料。

①基态Al原子中有______种运动状态不同的电子,核外电子占据最高能级的符号是_____，占据该能级电子的电子云轮廓图形状为_______。

②比较第一电高能:Mg______Al(填“>”、”<”或“=”)。在现代化学中，常利用_________上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。

(2)羰基硫(COS)存在于许多种植物中，杀虫效果显著。

①1molCOS分子中含有σ键的数目为_____，其中心原子的杂化方式为_____。

②CS2、CO2、COS的分解温度由低到高的顺序为_____。

(3)NaCl 和MgO都属于离子化合物.NaC1的熔点为801.3℃，MgO的熔点高达2800℃。造成两种晶体熔点差距的主要原因是_______________。

(4)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。

则:①距离一个Fe原子最近的Mg原子个数是______，与此晶胞结构相似的常见的离子晶体是______(填名称)。

②若该晶体储氢时，H2 分子在晶胞的体心和棱心位置，晶胞的参数为dnm,則距离最近的两个H2分子之间的距离为______cm；含铁56g的该储氢合金可储存标准状况下H2 的体积为____L。

Answer 1

【答案】 13 3p 哑铃形 > 原子光谱 2NA sp CS2<COS<CO2 氧化镁晶体中所含离子半径小，电荷数高，晶格能大 8 氟化钙 22.4

【解析】(1)①Al原子核外有13个电子，每个电子的运动状态不同，故有13种运动状态不同的电子；3p上的电子的能量最高，故占据最高能级的符号是3p；p能级电子的电子云轮廓图形状为哑铃形。 ②Mg原子最外层电子所处能级为3S2，属于全充满结构，是稳定结构，电离能较大，Al原子最外层电子所处能级为3s23p1，不是稳定结构，电离能较低，故第一电离能Mg>Al；化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。

(2) ①COS的结构为O=C=S，一个分子中含有2个σ键，故1molCOS中含有的σ键数目为2NA；中心原子为碳，分子结构为直线型，故碳的杂化方式为sp。 ②CS2、CO2、COS三者的结构相同，S=C=S、O=C=S、O=C=O，共价键键长依次减小，键能依次增大，所以分子稳定性依次增强，故CS2、CO2、COS的分解温度由低到高的顺序为CS2<COS<CO2 。

(3)两者均为离子构成的离子化合物，氧化镁晶体中所含离子半径小，电荷数高，晶格能大，因此熔点高于NaCl的熔点。

(4) ①以面上的一个铁原子为基准，一个晶胞中与它最近的镁原子有4个，则共面的另一个晶胞上也有4个离它最近的镁原子，故最近的镁原子共有8个；一个晶胞中含有8*1/8+6*1/2=4个Fe原子，含有8个Mg原子，故该晶胞的化学式为FeMg2，与此晶胞结构相似的常见的离子晶体有CaF2，名称为氟化钙；②两个相邻棱心间的H2分子间的距离最短，设为L，根据直角三角形知识可得L2=2ｘ(d/2)2，解得L=cm；一个晶胞中实际含有的H2分子个数为1+1/4*12=4，一个晶胞中实际含有的Fe原子个数为8ｘ1/8+6ｘ1/2=4个，则含铁56g的该储氢合金为1/4mol，所以储存的H2在标准状况下的体积为1/4ｘ22.4Lｘ4=22.4L。