Question

【题目】氧元素为地壳中含量最高的元素，可形成多种重要的单质和化合物。

(1)氧元素位于元素周期表中___________区；第二周期元素中，第一电离能比氧大的有___________种。

(2)O3可用于消毒。O3的中心原子的杂化形式为___________；其分子的 VSEPR模型为___________，与其互为等电子体的离子为___________(写出一种即可)。

(3)含氧有机物中，氧原子的成键方式不同会导致有机物性质不同。解释C2H5OH的沸点高于CH3OCH3的原因为___________；C2H5OH不能用无水CaCl2千燥是因为Ca2+和C2H5OH可形成[Ca(C2H5OH)4]2+，该离子的结构式可表示为______________________。

(4)氧元素可分别与Fe和Cu形成低价态氧化物FeO和Cu2O。

①FeO立方晶胞结构如图1所示，则Fe2+的配位数为___________；与O2－紧邻的所有Fe2+构成的几何构型为___________。

②Cu2O立方晶胞结构如图2所示，若O2－与Cu+之间最近距离为a pm，则该晶体的密度为___________g·cm－3。(用含a、NA的代数式表示，NA代表阿伏加德罗常数的值)

Answer 1

【答案】p； 3 sp2杂化 平面三角形 NO2﹣ 乙醇分子间可形成氢键，沸点高 6 正八面体

【解析】

(1)除了ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号；根据电离能的变化规律分析判断；

(2)根据公式计算出O3的中心原子的价层电子对数，再根据价层电子对互斥理论判断中心原子的杂化形式及其分子的VSEPR模型，与其互为等电子体的离子中含有3个原子、价电子数是18；

(3)形成分子间氢键的物质熔沸点较高；对于配离子[Ca(C2H5OH)4]2+可以结合常见配合物的结构与成键分析解答；

(4)①根据体心位置的Fe2+判断Fe2+的配位数；根据结构示意图判断与O2-紧邻的所有Fe2+构成的几何构型；

②若O2-与Cu+之间最近距离为apm，该距离为晶胞体对角线的，则晶胞体对角线长度=4apm，计算出晶胞的棱长，根据化学式判断出各球表示的微粒，再结合密度的计算公式计算。

(1)除了ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号，O原子最后通入的电子是p电子，所以O元素位于p区；第二周期元素中，第一电离能比O元素大的有N、F、Ne元素，所以有3种元素，故答案为：p；3；

(2)O3的中心原子的价层电子对个数＝2+＝3且含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断中心原子的杂化形式为sp2杂化、其分子的 VSEPR模型为平面三角形，与其互为等电子体的离子中含有3个原子、价电子数是18，与其互为等电子体的阴离子有NO2﹣(合理即可)，故答案为：sp2杂化；平面三角形；NO2﹣(合理即可)；

(3)形成分子间氢键的物质熔沸点较高，乙醇能形成分子间氢键、甲醚不能形成分子间氢键，所以乙醇的熔沸点比甲醚高；C2H5OH不能用无水CaCl2干燥是因为Ca2+和C2H5OH可形成[Ca(C2H5OH)4]2+，该离子中钙离子为中心离子，乙醇为配体，乙醇中O原子提供孤电子对、钙离子提供空轨道形成配位键，其结构为，故答案为：乙醇分子间可形成氢键，沸点高；；

(4)①Fe2+的配位数为6；与O2﹣紧邻的所有Fe2+构成的几何构型、与Fe2+紧邻的所有O2﹣构成的几何构型相同，根据知，表中有标记的这几个离子形成正八面体，同理可推，与O2﹣紧邻的所有Fe2+构成的几何构型为正八面体，故答案为：6；正八面体；

②若O2﹣与Cu+之间最近距离为apm，该距离为晶胞体对角线的，则晶胞体对角线长度＝4apm，晶胞棱长＝＝×10﹣10 cm，晶胞体积＝(×10﹣10 cm)3，该晶胞中白球离子个数＝1+8×＝2、灰球离子个数为4，根据化学式Cu2O知，灰色球表示亚铜离子、白色球表示氧离子，则该晶体的密度＝= g/cm3＝g/cm3，故答案为：。