Question

11．鹵族元素的單質(zhì)和化合物很多，我們可以利用所學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識(shí)去認(rèn)識(shí)和理解它們．
（1）鹵族元素位于周期表的p區(qū)；溴的價(jià)電子排布式為4s²4p⁵．
（2）請(qǐng)根據(jù)下表提供的第一電離能數(shù)據(jù)判斷：最有可能生成較穩(wěn)定的單核陽(yáng)離子的鹵素原子是碘．

	氟	氯	溴	碘	鈹
第一電離能 （kJ/mol）	1681	1251	1140	1008	900

（3）已知高碘酸有兩種形式，分別為H₅IO₆（ ）和HIO₄，前者為五元酸，后者為一元酸．請(qǐng)比較二者酸性強(qiáng)弱：H₅IO₆＜HIO₄．（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）與KI₃類(lèi)似的，還有CsICl₂等．已知CsICl₂不穩(wěn)定，受熱易分解，傾向于生成晶格能更大的物質(zhì)，則它按下列A式發(fā)生．
A．CsICl₂=CsCl+ICl
B．CsICl₂=CsI+Cl₂
（5）已知ClO₂^-為角型，中心氯原子周?chē)�有四�?duì)價(jià)層電子．ClO₂^-中心氯原子的雜化軌道類(lèi)型為sp³，與ClO₂^-互為等電子體的微粒是Cl₂O．（任寫(xiě)一個(gè)）
（6）圖1為碘晶體晶胞結(jié)構(gòu)．有關(guān)說(shuō)法中正確的是AD．
A．碘分子的排列有2種不同的取向，2種取向不同
的碘分子以4配位數(shù)交替配位形成層結(jié)構(gòu)
B．用均攤法可知平均每個(gè)晶胞中有4個(gè)碘原子
C．碘晶體為無(wú)限延伸的空間結(jié)構(gòu)，是原子晶體
D．碘晶體中的碘原子間存在非極性鍵和范德華力
（7）已知CaF₂晶體（見(jiàn)圖2）的密度為ρg/cm³，N_A為阿伏加德羅常數(shù)，相鄰的兩個(gè)Ca²⁺的核間距為a cm，則CaF₂的相對(duì)分子質(zhì)量可以表示為$\frac{\sqrt{2}}{2}$ρN_Aa³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)基態(tài)原子核外電子排布式中最后填充電子的能級(jí)確定，溴是35號(hào)元素，處于第四周期ⅦA族；
（2）第一電離能是指原子失去一個(gè)電子所需的能量，第一電離能越小，就越容易失去一個(gè)電子；
（3）含氧酸中，含非羥基氧原子個(gè)數(shù)越多，酸性越強(qiáng)（或者同種元素含氧酸中心元素化合價(jià)越高，酸性越強(qiáng)）；
（4）在離子晶體中離子半徑越小、離子所帶電荷越高，晶格能越大；
（5）已知ClO₂^-為角型，中心氯原子周?chē)�有四�?duì)價(jià)層電子，則Cl原子雜化軌道數(shù)目為4；原子總數(shù)相等、價(jià)電子總數(shù)也相等的微�；�為等電子體；
（6）碘為分子晶體，晶胞中碘分子的排列有2種不同的取向，在頂點(diǎn)和面心不同，層內(nèi)以4配位數(shù)交替配位形成層結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)I原子之間形成非極性鍵，而分子之間為范德華力，根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中I原子數(shù)目；
（7）根據(jù)均攤法可知晶胞中紅色球數(shù)目為4、黃色球數(shù)目為8，結(jié)合化學(xué)式可知紅色球?yàn)镃a²⁺、黃色球?yàn)镕^-，假設(shè)CaF₂的相對(duì)分子質(zhì)量為M，表示出晶胞質(zhì)量，兩個(gè)離得最近的鈣離子是位于頂點(diǎn)和面心上的，則晶胞面對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度為2a c，故晶胞棱長(zhǎng)為2a cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=$\sqrt{2}a$ cm，再結(jié)合m=ρV計(jì)算．

解答 解：（1）鹵族元素位于周期表中ⅦA族，外圍電子排布式為ns²np⁵，電子最后填充p能級(jí)，屬于p區(qū)元素，溴處于第四周期ⅦA族，價(jià)電子排布式為4s²4p⁵，
故答案為：p；4s²4p⁵；
（2）碘的第一電離能越小，碘更容易形成較穩(wěn)定的單核陽(yáng)離子，
故答案為：碘；
（3）H₅IO₆（）中含有5個(gè)羥基氫，為五元酸，含非羥基氧原子1個(gè)，HIO₄為一元酸，含有1個(gè)羥基氫，含非羥基氧原子3個(gè)，所以酸性：H₅IO₆＜HIO₄，
故答案為：＜；
（4）CsICl₂不穩(wěn)定，受熱易分解，傾向于生成晶格能更大的物質(zhì)，由于氯離子的半徑小于碘離子，所以CsCl的晶格能大于CsI的晶格能，按反應(yīng)CsICl₂=CsCl+ICl進(jìn)行，
故選：A；
（5）已知ClO₂^-為角型，中心氯原子周?chē)�有四�?duì)價(jià)層電子，則Cl原子雜化軌道數(shù)目為4，屬于sp³雜化；等電子體具有相同的電子數(shù)目和原子數(shù)目的微粒，與ClO₂^-互為等電子體的為Cl₂O等，
故答案為：sp³；Cl₂O；
（6）A．碘分子的排列有2種不同的取向，在頂點(diǎn)和面心不同，層內(nèi)2種取向不同的碘分子以4配位數(shù)交替配位形成層結(jié)構(gòu)，故A正確；
B．用均攤法可知平均每個(gè)晶胞中碘分子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，即有8個(gè)碘原子，故B錯(cuò)誤；
C．碘晶體為無(wú)限延伸的空間結(jié)構(gòu)，構(gòu)成微粒為分子，是分子晶體，故C錯(cuò)誤；
D．分子內(nèi)I原子之間形成非極性鍵，而分子之間為范德華力，故D正確；
故答案為：AD；
（7）根據(jù)均攤法可知晶胞中紅色球數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4、黃色球數(shù)目為8，結(jié)合化學(xué)式可知紅色球?yàn)镃a²⁺、黃色球?yàn)镕^-，假設(shè)CaF₂的相對(duì)分子質(zhì)量為M，則晶胞質(zhì)量為4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，兩個(gè)離得最近的鈣離子是位于頂點(diǎn)和面心上的，則晶胞面對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度為2a c，故晶胞棱長(zhǎng)為2a cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=$\sqrt{2}a$ cm，則4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g=ρg/cm³×（$\sqrt{2}a$ cm）³，解得M=$\frac{\sqrt{2}}{2}$ρN_Aa³，
故答案為：$\frac{\sqrt{2}}{2}$ρN_Aa³．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電離能、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、雜化方式、等電子體、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，需要學(xué)生具備一定的空間想象與數(shù)學(xué)計(jì)算能力．