Question

20．（1）下列有關(guān)微粒間作用力的說法正確的是A、C
A．配位鍵的強度有大有小，所以有的配合物很穩(wěn)定，有的很不穩(wěn)定
B．水加熱到很高的溫度都難以分解是因為水分子間存在氫鍵
C．壁虎能在光滑的墻壁上行走是因為壁虎腳底的細(xì)毛與物體表面的分子產(chǎn)生分子間作用力
D．互為手性異構(gòu)本的分子具有完全相同的組成和原子排列，所以生產(chǎn)手性藥物時無需分離手性異構(gòu)體
（2）判斷下列哪個模型（圖1）代表金屬晶體鋅的堆積方式乙．

（3）第四周期未成對電子數(shù)最多的P區(qū)元素的元素符號是As，核外電子占據(jù)18個原子軌道．
（4）碳酸亞乙酯是鋰離子電池低溫電解液的重要添加劑，其結(jié)構(gòu)如圖2．碳原子的雜化方式有sp³、sp²，分子中σ鍵與π鍵之比為10：1．
（5）比較NH₂^-和NH₃的鍵角∠HNH的大�。篘H₂^-＜NH₃（填“＞”“=”“＜”），請用價層電子對互斥規(guī)解釋：NH₂^-中N原子孤電子對數(shù)為2，NH₃中N原子孤電子對數(shù)為1，孤電子與成鍵電子間的斥力大于成鍵電子與成鍵電子間的斥力，孤對電子數(shù)前者多，排斥作用強，所以前者鍵角小．
（6）SO₃^2-中硫原子的價層電子對互斥模型是三角錐形；寫出一種與SO₃^2-互為等電子體的分子PCl₃（或NF₃，NCl₃合理即可）．
（7）SiC晶胞與金剛石晶胞相似，設(shè)晶胞邊長為a cm，碳原子直徑為b cm，硅原子直徑為c cm，則該晶胞的空間利用率為$\frac{2π（^{3}+{c}^{3}）}{3{a}^{3}}×100%$．

Answer 1

分析 （1）A．配位鍵是一種特殊的共價鍵，它的特點在于共用的一對電子出自同一原子，而另一個原子有空軌道；
B．水加熱到很高的溫度都難以分解是因為水分子間存在氫鍵
C．壁虎能在光滑的墻壁上行走是因為壁虎腳底的細(xì)毛與物體表面的分子產(chǎn)生分子間作用力
D．互為手性異構(gòu)本的分子具有完全相同的組成和原子排列，所以生產(chǎn)手性藥物時無需分離手性異構(gòu)體
（2）甲為簡單立方堆積、乙為六方最密堆積、丙為面心立方堆積、丁為體心立方最密堆積；
（3）第四周期元素中，外圍電子排布為nd^xns^y，且能級處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)時，含有的未成對電子數(shù)最多，2個電子占據(jù)1個原子軌道，4p³上三個電子分占3個，據(jù)此解答；
（4）該分子C-O中C原子價層電子對個數(shù)是4且不含孤電子對、C=O中C原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷C原子雜化方式；雙鍵中含有一個σ鍵、一個π鍵，單鍵都是σ鍵；
（5）根據(jù)孤對電子與成鍵電子間的斥力大于成鍵電子與成鍵電子間的斥力來分析；
（6）根據(jù)價層電子對互斥理論確定其空間構(gòu)型，價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)，據(jù)此分析解答；具有相同原子數(shù)和價電子數(shù)的微粒互稱為等電子體；
（7）根據(jù)均攤法計算晶胞中C、Si原子數(shù)目，進而計算晶胞中含有C、Si原子總體積，計算晶胞的體積，晶胞的空間利用率=$\frac{晶胞中C、Si原子總體積}{晶胞體積}$×100%．

解答 解：（1）A．共價鍵的強度有大有小，含有孤電子對和含有空軌道的原子之間能形成配位鍵，配位鍵屬于共價鍵，所以有的配合物很穩(wěn)定，有的很不穩(wěn)定，故A正確；
B．水加熱到很高的溫度都難以分解是因為水分子間存在氫鍵
C．壁虎能在光滑的墻壁上行走是因為壁虎腳底的細(xì)毛與物體表面的分子產(chǎn)生分子間作用力
D．互為手性異構(gòu)本的分子具有完全相同的組成和原子排列，所以生產(chǎn)手性藥物時無需分離手性異構(gòu)體
故答案為：A、C； 
（2）金屬晶體鋅的堆積方式屬于六方最密堆積，屬于鎂、鋅、鈦型，為圖示乙的堆積方式，
故答案為：乙；
（3）第四周期元素中，外圍電子排布為nd^xns^y，且能級處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)時，含有的未成對電子數(shù)最多，第四周期未成對電子數(shù)最多的P區(qū)元素為砷，核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，元素符號為As，2個電子占據(jù)1個原子軌道，4p³上三個電子分占3個，所以核外電子占據(jù)18個原子軌道，
故答案為：As；18；
（4）該分子C-O中C原子價層電子對個數(shù)是4且不含孤電子對，C原子為sp³雜化；C=O中C原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對，C原子雜化方式為sp²，雙鍵中含有一個σ鍵、一個π鍵，單鍵都是σ鍵，所以該分子中含有10個σ鍵、1個π鍵，所以分子中σ鍵與π鍵個數(shù)之比為10：1，
故答案為：sp³、sp²；10：1；
（5）孤對電子與成鍵電子間的斥力大于成鍵電子與成鍵電子間的斥力，NH₂^-中N原子孤對電子數(shù)為2，NH₃中N原子孤對電子數(shù)為1，孤對電子數(shù)前者多，排斥作用強，所以前者鍵角小，
故答案為：＜；NH₂^-中N原子孤電子對數(shù)為2，NH₃中N原子孤電子對數(shù)為1，孤電子與成鍵電子間的斥力大于成鍵電子與成鍵電子間的斥力，孤對電子數(shù)前者多，排斥作用強，所以前者鍵角小；
（6）SO₃^2-中心原子S原子孤電子對數(shù)=$\frac{6+2-3×2}{2}$=1，所以價層電子對數(shù)=3+1=4，故S原子采取sp³雜化，VSEPR構(gòu)型為正四面體，含一對孤對電子，為三角錐形，等電子體，即微粒中所含原子、價電子數(shù)相等，1molSO₃^2-中含4mol原子，含26mol價電子的分子有PCl₃（或NF₃，NCl₃合理即可），
故答案為：三角錐形；PCl₃（或NF₃，NCl₃合理即可）；
（7）根據(jù)均攤法計算晶胞中C原子數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4、Si原子數(shù)目=4，晶胞邊長為a cm，則晶胞體積為a³cm³，碳原子直徑為b cm，則晶胞中C原子總體積=4×$\frac{4}{3}$×π×（ $\frac{1}{2}$b）³cm³=$\frac{2}{3}$πb³cm³，硅原子直徑為c cm，則晶胞中Si原子總體積=4×$\frac{4}{3}$×π×（ $\frac{1}{2}$c）³cm³=$\frac{2}{3}$πc³cm³，故晶胞中C、Si原子總體積=$\frac{2}{3}$πb³cm³+$\frac{2}{3}$πc³cm³=$\frac{2}{3}$π（b³+c³）cm³，故晶胞的空間利用率=$\frac{\frac{2}{3}π（^{3}+{c}^{3}）}{{a}^{3}}$×100%=$\frac{2π（^{3}+{c}^{3}）}{3{a}^{3}}×100%$，
故答案為：$\frac{2π（^{3}+{c}^{3}）}{3{a}^{3}}×100%$．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及化學(xué)鍵、氫鍵、核外電子排布規(guī)律、雜化軌道、晶胞計算等，（7）根據(jù)均攤法計算晶胞是該題難點，需要學(xué)生具有一定的空間想象與數(shù)學(xué)計算能力，題目難度中等．