Question

【题目】晶体硅是制备太阳能电池板的主要原料，电池板中还含有硼、氮、钛、钻、钙等多种化学物质。请回答下列问题：

（1）科学家常利用X-射线衍射实验区分晶体硼和无定形硼，二者之关的关系互为_________。第二周期元素的第一电离能按由小到大的顺序排列，B元素排在第____位，其基态能量最低的能极电子云轮廊图为____________。

（2）硅酸根有多种结构形式，一种无限长链状结构如图1所示，其化学式为_______，Si原子的杂化类型为__________________。

（3）N元素位于元素周期表___________区；该元素形成的氢化物的沸点比同族元素的氢化物沸点高，其原因为____________________________________________________。

（4）[Co(NH3)6]3+的几何构型为正八面体形，Co在中心。[Co(NH3)6]3+中，1个Co提供___个空轨道。该配位离子的作用力为_________________（填序号）。

A．金属键 B．离子键 C．共价键 D．配位键 E．氢键

（5）一种由Ca、Ti、O三种元素形成的晶体的立方晶胞结构如图2所示。

①与Ti紧邻的Ca有________________个。

②若Ca与O之间的最短距离为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度ρ=___g cm－3(用含a、NA的代数式表示)。

Answer 1

【答案】 同素异形体 2 球形 SiO32－ [或(SiO3)n2n－] sp3 p 氨分子间存在氢键，同族其他氢化物只有范德华力 6 CD 8 或

【解析】试题分析：(1) 晶体硼和无定形硼是硼元素组成的不同单质；同周期元素的第一电离能从左到右依次增大，但铍原子2S轨道全充满，第一电离能大于相邻的硼原子；硼原子基态时能量最低的能级为1s；（2）根据图1，每个硅原子与4个O原子成键，4个O原子中有2个O原子被2个硅原子共用；（3）N原子核外电子排布式是 ；氨分子间能形成氢键；1个Co原子与6个NH3分子形成配位键；（5）①由于1个顶点可以形成8个立方体，所以根据晶胞结构可知，在该物质的晶体结构中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钙离子有8个；根据均摊法计算该晶体的化学式，根据 计算密度；

解析：(1) 晶体硼和无定形硼是硼元素组成的不同单质，所以晶体硼和无定形硼之关的关系互为同素异形体；同周期元素的第一电离能从左到右依次增大，但铍原子2S轨道全充满，第一电离能大于相邻的硼原子，所以硼的第一电离能仅大于锂，第一电离能按由小到大的顺序排列，B元素排在第2位；其基态能量最低的能级为1s，电子云轮廊图为球形；（2）根据图1，每个硅原子与4个O原子成键，4个O原子中有2个O原子被2个硅原子共用，实际每个硅原子占用氧原子数 ，化学式为SiO32－，Si原子的杂化类型为sp3；（3）N原子核外电子排布式是 ，最外能层是2p，所以N元素位于元素周期表p区；氨分子间能形成氢键，同族其他氢化物只有范德华力，所以氨气的沸点比同族元素的氢化物沸点高；1个Co原子与6个NH3分子形成配位键，1个Co提供6个空轨道。该配位离子的作用力为配位键、共价键；（5）①由于1个顶点可以形成8个立方体，所以根据晶胞结构可知，在该物质的晶体结构中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钙离子有8个；根据均摊法，每个晶胞含有Ca、Ti、O原子数1、 、 ，该晶体的化学式是CaTiO3，晶胞的摩尔质量是138g/mol, 1个晶胞的质量是 g，Ca与O之间的最短距离为a pm，则晶胞的边长是 ， ， = ；