Question

【题目】

Al、Fe、Cu 是重要的材料元素，在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题:

（1）基态Fe的价电子排布图为_____________。

（2）已知Al 的第一电离能为578kJ/mol、第二电离能为1817 kJ/mol、第三电离能为2745 kJ/mol、第四电离能为11575 kJ/mol。请解释其第二电离能增幅较大的原因____________。

（3）已知氯化铝熔点为194℃,熔融状态下不导电且容易升华，由此可判断氯化铝属于______晶体。

（4）甲醇重整制氢反应中，铜基催化剂如CuO/SiO2具有重整温度低、催化选择性高的优点。Cu、Si、O元素电负性由大到小的顺序是____；SiO2中Si原子采取____杂化。

（5）一种铜的溴化物晶胞结构如图所示，与溴紧邻的溴原子数目是________，由图中P点和Q点的原子坐标参数可确定R点的原子坐标参数为________；已知晶胞参数为apm,其密度为_______g/cm3 。(列出计算式即可)

Answer 1

【答案】 Al原子失去一个电子后，其3s上有2个电子为全满状态，较稳定 分子 O>Si>Cu sp3 12 (1/4，1/4，1/4)

【解析】

（1）基态Fe原子价电子排布式为3d64s2，据此画出其价电子排布图；

（2）Al的基态价电子排布式为3s23p1，失去一个电子后，其价电子排布式为3s2；

（3）分子晶体的熔点一般较低且易升华，在熔融状态下不能电离出离子；

（4）金属的电负性低于非金属，O和Si为同主族元素，结合元素周期律判断；SiO2的中心原子Si周围有4个共价键；

（5）根据晶胞结构作答；R位于晶胞的左下前方的八分之一的体心；根据解答。

（1）基态Fe原子价电子排布式为3d64s2，s轨道有2个，d轨道有5个，根据洪特规则可知其价电子排布图为：；

（2）Al的第二电离能增幅较大的原因是：Al失去一个电子后，其3s上有2个电子，为全充满状态，3p和3d是全空状态，故较难失去电子，相对较稳定；

（3）氯化铝熔点较低且容易升华，其在熔融状态下不能电离出离子，故氯化铝属于分子晶体；

（4）非金属性越强的元素，其电负性越大，金属的电负性低于非金属，O和Si为同主族元素，同主族元素从上至下非金属性减弱，所以Cu、Si、O元素的电负性由大到小的顺序是：O>Si>Cu；SiO2中每个Si原子与其周围的4个O原子形成共价键，所以Si原子采取sp3杂化；

（5）由图可知，该晶胞中，溴原子位于晶胞的顶点和面心，所以与溴原子紧邻的溴原子分别位于“同层”4个，“上下溴层”各4个，总数为12个；R点位于晶胞的左下前方的八分之一的体心，P点是顶点，位于坐标原点，Q点是面心，由图中P点和Q点的原子坐标参数，可确定R点的原子坐标参数为(1/4，1/4，1/4)；已知晶胞参数为apm，NA个晶胞的体积和质量分别为4×144g、NA×（a×10-10cm）3，所以其密度为。