Question

【題目】硫及其化合物有許多用途。請回答下列問題。

(1)基態硫離子價層電子的軌道表達式為___________，其電子填充的最高能級的軌道數為___________。

(2)常見含硫的物質有單質硫(S8)、SO2、Na2S、K2S等，四種物質的熔點由高到低的順序依次為___________，原因是___________。

(3)方鉛礦(即硫化鉛)是一種比較常見的礦物，酸溶反應為：PbS+4HCl(濃)=H2[PbCl4]+H2S↑，則H2[PbCl4]中配位原子是_________，第一電離能I1(Cl)___________I1(S)(填“>”、“<”或¨=”)，H2S中硫的雜化方式為_______，下列分子空間的構型與H2S相同的有___________。

A．H2O B．SO3 C．O3 D．CH4

(4)方鉛礦的立方晶胞如圖所示，硫離子采取面心立方堆積，鉛離子填在由硫離子形成的___________空隙中。已知晶體密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數的值為NA，則晶胞中硫離子與鉛離子最近的距離為___________nm。

Answer 1

【答案】 3 Na2S＞K2S＞S8＞SO2 Na2S、K2S均為離子晶體，熔點較高，Na+半徑比K+半徑小，故Na2S熔點高；S8、SO2均為分子晶體，熔點較低，因S8的相對分子質量比SO2大，故S8熔點比SO2高 Cl ＞ sp3 AC 四面體 ××107

【解析】

(1)硫為16號元素，硫離子核外有18個電子，據此書寫基態硫離子價層電子的軌道表達式，并判斷最高能級的原子軌道數；

(2) Na2S、K2S均為離子晶體，S8、SO2均為分子晶體，根據熔沸點的判斷方法分析解答；

(3) H2[PbCl4]中配位原子是Cl，中心原子是Pb；同一周期，從左到右，第一電離能呈現增大的趨勢；根據價層電子對數的計算公式計算判斷；

(4)根據方鉛礦的立方晶胞圖，計算出一個晶胞中含有的鉛離子和硫離子的數目，計算出晶胞的質量，從而計算晶胞的棱長，晶胞中硫離子與鉛離子最近的距離為晶胞體對角線的，據此解答。

(1)硫為16號元素，硫離子核外有18個電子，基態硫離子價層電子的軌道表達式為，其電子填充的最高能級為3p，含有3個相互垂直的原子軌道，故答案為：；3；

(2) Na2S、K2S均為離子晶體，熔點較高，Na+半徑比K+半徑小，故Na2S熔點高；S8、SO2均為分子晶體，熔點較低，因S8的相對分子質量比SO2大，故S8熔點比SO2高，因此四種物質的熔點由高到低的順序依次為Na2S＞K2S＞S8＞SO2，故答案為：Na2S＞K2S＞S8＞SO2；Na2S、K2S均為離子晶體，熔點較高，Na+半徑比K+半徑小，故Na2S熔點高；S8、SO2均為分子晶體，熔點較低，因S8的相對分子質量比SO2大，故S8熔點比SO2高；

(3) H2[PbCl4]中配位原子是Cl，中心原子是Pb；同一周期，從左到右，第一電離能呈現增大的趨勢，I1(Cl)＞I1(S)；H2S中硫的價層電子對數=2+=4，采用sp3雜化，為V形分子；A．H2O中O的價層電子對數=2+=4，采用sp3雜化，為V形分子；B．SO3中硫的價層電子對數=3+=3，采用sp2雜化，為平面三角形分子；C．O3中O的價層電子對數=2+=3，采用sp2雜化，為V形分子；D．CH4中C的價層電子對數=4+=4，采用sp3雜化，為正四面體形分子；空間的構型與H2S相的有AC，故答案為：Cl；＞；sp3；AC；

(4)根據方鉛礦的立方晶胞圖，硫離子采取面心立方堆積，鉛離子填在由硫離子形成的四面體空隙中。一個晶胞中含有4個鉛離子，硫離子的數目=8×+6×=4，晶胞的質量=g=g，則晶胞的棱長=cm，晶胞中硫離子與鉛離子最近的距離為晶胞體對角線的=×cm=××107nm，故答案為：四面體；××107。