Question

【题目】硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：

回答下列问题：

（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为____，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为______形。

（2）根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_________。

（3）图（a）为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为_____。

（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_____形，其中共价键的类型有_____种；固体三氧化硫中存在如图（b）所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为_____。

（5）FeS2晶体的晶胞如图（c）所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为____g·cm3；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为____nm。1molFeS2晶体中含有阴阳离子总数为____

Answer 1

【答案】 哑铃 H2S S8属于分子晶体，熔点高低与其相对分子质量的大小直接相关，因为S8的相对分子质量比SO2大的多，因此其熔沸点比SO2高许多 平面三角形 2 sp3杂化 gcm-3 2NA

【解析】

(1)基态Fe原子价层电子为其3d、4s能级上电子；基态S原子电子占据的能级有1s、2s、2p、3s、3p，最高能级为3p，其电子云轮廓图为哑铃形；

(2)H2S中S原子价层电子对个数=2+=4、SO2中S原子价层电子对个数=2+=3、SO3中S原子价层电子对个数=3+=3；

(3)S8、SO2都分子晶体，分子晶体熔沸点与其分子间作用力成正比，分子间作用力与其相对分子质量成正比；

(4)SO3中S原子价层电子对个数=3+=3，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型；该分子中S-O原子之间存在共价键；该分子中每个S原子价层电子对个数都是4，根据价层电子对互斥理论判断S原子杂化类型；
(5)晶胞边长为anm=a×10-7cm，晶胞体积=(a×10-7cm)3，该晶胞中Fe2+个数=1+12×=4，S22-个数=8×+6×=4，其晶体密度=；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面体的体心，该正八面体的边长根据正方形对角线的长度计算。

(1)基态Fe原子的核外价电子排布式为[Ar]3d64s2，基态Fe原子价层电子为其3d、4s能级上电子，则基态Fe原子的核外价电子排布图为；基态S原子电子占据的能级有1s、2s、2p、3s、3p，最高能级为3p，其电子云轮廓图为哑铃形；

(2)H2S中S原子价层电子对个数=2+=4、SO2中S原子价层电子对个数=2+=3、SO3中S原子价层电子对个数=3+=3，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是H2S；

(3)S8、SO2都分子晶体，分子晶体熔沸点与其分子间作用力成正比，分子间作用力与其相对分子质量成正比，S8相对分子质量大于SO2，所以分子间作用力S8大于SO2，导致熔沸点S8大于SO2；

(4)SO3中span>S原子价层电子对个数=3+=3，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型为平面正三角形；该分子中S-O原子之间存在σ和离域大π键，所以共价键类型2种；该分子中每个S原子价层电子对个数都是4，根据价层电子对互斥理论判断S原子杂化类型为sp3；

(5)晶胞边长为anm=a×10-7cm，晶胞体积=(a×10-7cm)3，该晶胞中Fe2+个数=1+12×=4，S22-个数=8×+6×=4，其晶体密度==g/cm3=g/cm3；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面体的体心，该正八面体的平面对角线为anm，则正八面体的边长为nm；1molFeS2晶体中含有Fe2+和S22-的总数为2NA。