Question

16．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)知識去認(rèn)識和理解它們．
（1）鹵族元素位于周期表的p區(qū)；溴的價電子排布式為4s²4p⁵．
（2）在不太稀的溶液中，氫氟酸是以二分子締合（HF）₂形式存在的．使氫氟酸分子締合的作用力是氫鍵．
（3）請根據(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)定的單核陽離子的鹵素原子是I．

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

（4）已知高碘酸有兩種形式，化學(xué)式分別為H₅IO₆（）和HIO₄，前者為五元酸，后者為一元酸．請比較二者酸性強(qiáng)弱：H₅IO₆＜HIO₄．（填“＞”、“＜”或“=”）
（5）碘在水中的溶解度雖然小，但在碘化鉀溶液中溶解度卻明顯增大這是由于溶液中發(fā)生下列反應(yīng)I^-+I₂=I₃^-．I₃^-離子的中心原子周圍σ鍵電子對對數(shù)為2，孤電子對對數(shù)為3，I₃^-離子的空間構(gòu)型為直線形，
與KI₃類似的，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
（6）已知ClO₂^-為角型，中心氯原子周圍有四對價層電子．ClO₂^-中心氯原子的雜化軌道類型為sp³，寫出一個ClO₂^-的等電子體Cl₂O或OF₂．
（7）如圖1為碘晶體晶胞結(jié)構(gòu)．有關(guān)說法中正確的是A．
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晶胞中有4個碘原子
C．碘晶體為無限延伸的空間結(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
（8）已知CaF₂晶體（見圖2）的密度為ρg/cm³，N_A為阿伏加德羅常數(shù)，相鄰的兩個Ca²⁺的核間距為a cm，則CaF₂的相對分子質(zhì)量可以表示為$\frac{\sqrt{2}{a}^{3}ρ{N}_{A}}{2}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)基態(tài)原子核外電子排布式中最后填入電子名稱確定區(qū)域名稱，溴是35號元素，最外層電子為其價電子，4s能級上排列2個電子，4p能級上排列5個電子；
（2）F的非金屬性很強(qiáng)，HF分子之間能形成氫鍵；
（3）元素的第一電離能越大，元素失電子能力越弱，得電子能力越強(qiáng)，元素的第一電離能越小，元素失電子能力越強(qiáng)，得電子能力越弱，則越容易形成陽離子；
（4）根據(jù)含氧酸中，酸的元數(shù)取決于羥基氫的個數(shù)，含非羥基氧原子個數(shù)越多，酸性越強(qiáng)；
（5）I₃^-離子的中心原子周圍σ鍵電子對對數(shù)為2，孤電子對個數(shù)=$\frac{1}{2}$（7+1-2×1），根據(jù)價層電子對互斥理論確定空間構(gòu)型；
離子晶體的晶格能與離子半徑成反比，與離子所帶電荷成正比；
（6）根據(jù)價層電子對互斥理論來確定其雜化方式，價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)；等電子體是具有相同的價電子數(shù)和相同原子數(shù)的微粒；
（7）碘為分子晶體，晶胞中占據(jù)頂點和面心，以此分析；
（8）利用均攤法確定該立方體中含有的離子數(shù)目，最近相鄰的兩個Ca²⁺的核間距為a cm，則晶胞棱長=$\frac{\sqrt{2}}{2}$×2a cm=$\sqrt{2}$a cm，根據(jù)ρV=nM計算相對分子質(zhì)量．

解答 解：（1）鹵族元素最后填入的電子為p電子，所以鹵族元素位于元素周期表的p區(qū)；
溴是35號元素，最外層電子為其價電子，4s能級上排列2個電子，4p能級上排列5個電子，所以其價電子排布式為：4s²4p⁵，
故答案為：p；4s²4p⁵；
（2）HF分子之間存在氫鍵，使氫氟酸分子締合，故答案為：氫鍵；
（3）鹵族元素的第一電離能越小，元素失電子能力越強(qiáng)，得電子能力越弱，則越容易形成陽離子，根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，鹵族元素中第一電離能最小的是I元素，則碘元素易失電子生成簡單陽離子，故答案為：I；
（4）H₅IO₆（）中含有5個羥基氫，為五元酸，含非羥基氧原子1個，HIO₃為一元酸，含有1個羥基氫，含非羥基氧原子2個，所以酸性：H₅IO₆＜HIO₃，故答案為：＜；
（5）I₃^-離子的中心原子周圍σ鍵電子對對數(shù)為2，孤電子對個數(shù)=$\frac{1}{2}$（7+1-2×1）=3，根據(jù)價層電子對互斥理論知，該微粒價層電子對個數(shù)是5且含有3個孤電子對，所以其空間構(gòu)型為直線形；
離子晶體中離子電荷越多，半徑越小離子鍵越強(qiáng)，離子晶體的晶格能越大，已知已知CsICl₂不穩(wěn)定，受熱易分解，傾向于生成晶格能更大的物質(zhì)，所以發(fā)生的反應(yīng)為CsICl₂=CsCl+ICl，
故答案為：2；3；直線形；A；
（6）ClO₂^-中心氯原子的價層電子對數(shù)n=2+$\frac{7+1-2×2}{2}$=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，所以與ClO₂^-互為等電子體的分子為Cl₂O、OF₂等，故答案為：sp³；Cl₂O或OF₂；
（7）A．碘分子的排列有2種不同的取向，在頂點和面心不同，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晶胞中有4個碘分子，即有8個碘原子，故B錯誤
C．碘晶體為無限延伸的空間結(jié)構(gòu)，構(gòu)成微粒為分子，是分子晶體，故C錯誤；
D．碘晶體中的碘原子間存在I-I非極性鍵，而晶體中分子之間存在范德華力，故D錯誤；
故答案為：A；
（8）該晶胞中含有鈣離子個數(shù)=$\frac{1}{8}$×8+$\frac{1}{2}$×6=4，含有氟離子個數(shù)=8，近相鄰的兩個Ca²⁺的核間距為a cm，則晶胞棱長=$\frac{\sqrt{2}}{2}$×2a cm=$\sqrt{2}$a cm，故晶胞體積=（$\sqrt{2}$acm）³=2$\sqrt{2}$a³ cm³，故ρ×2$\sqrt{2}$a³ =$\frac{4}{{N}_{A}}$×M，則M=$\frac{\sqrt{2}{a}^{3}ρ{N}_{A}}{2}$，故答案為：$\frac{\sqrt{2}{a}^{3}ρ{N}_{A}}{2}$．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，綜合性強(qiáng)，涉及元素周期表、核外電子排布、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、電離能、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、雜化軌道、等電子體、晶胞計算等，側(cè)重對主干知識的考查，需要學(xué)生熟練掌握基礎(chǔ)知識，難點是晶胞計算．