Question

【題目】下表為周期表的一部分，其中的編號代表對應的元素，用化學用語回答以下問題。

（1）其中屬于過渡元素的是_____________，比較②的氫化物與同族第3、4周期元素所形成的氫化物沸點高低并說明理由_____________

（2）②與③中第一電離能較小的元素是_____________；①和④形成的物質與⑤和⑥形成的物質晶體中熔點較高的是_____________。

（3）①形成的有機試劑在有機合成中有重要應用，但極易與O2、CO2等反應。下列說法不正確的是_____________(填字母序號)

a.CO2中鍵σ與π鍵的數目之比為1：1

b.游離態和化合態①元素均可由特征發射光譜檢出

c.叔丁基鋰([(CH3)3C]Li)中碳原子的雜化軌道類型為sp3和sp2

（4）如圖一是上述元素形成的物質晶胞結構示意圖，其化學式為_____________，其中Fen+的基態電子排布式為_____________，PO43-的空間構型為_____________

（5）金屬①的晶體為體心立方晶胞，其配位數為_____________；若其晶胞邊長為a pm，則鋰晶體中原子的空間占有率是_____________

（6）上述元素形成的CaC2晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似(如圖二所示)，但CaC2晶體中啞鈴形C22-的存在，使晶胞沿一個方向拉長(粒子間距增加)。CaC2晶體中1個Ca2+周圍距離最近的C22-數目為_____________

Answer 1

【答案】 Mn Fe Ni NH3>AsH3>PH3，NH3可以形成分子間氫鍵，沸點最高；AsH3相對分子質量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3的沸點比PH3高 O LiF c LiFePO4 [Ar]3d6 正四面體 8 4

【解析】由上述周期表可知：①為Li ②為N ③為O ④為F ⑤為Na ⑥為 Cl;⑦ Ca ⑧Mn ⑨Fe ⑩Ni。

（1）其中屬于過渡元素的是⑧Mn ⑨Fe ⑩Ni 三種元素，第VA族元素的氫化物沸點由高到低排列為NH3>AsH3>PH3，原因是NH3可以形成分子間氫鍵，沸點最高；AsH3相對分子質量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3的沸點比PH3高；正確答案：Mn 、Fe 、Ni；NH3>AsH3>PH3，NH3可以形成分子間氫鍵，沸點最高；AsH3相對分子質量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3的沸點比PH3高。

（2）因為N原子核外電子排布為1s22s22p3, p軌道為半充滿狀態，屬于穩定狀態，因此第一電離能大于相鄰的氧原子的第一電離能，①和④形成的物質氟化鋰，離子化合物，⑤和⑥形成的物質為氯化鈉，屬于離子化合物；組成相似的離子化合物，離子半徑越小，離子鍵越大，物質的熔點就越高，離子半徑：Li+ > Na+ 、 F- > Cl-。所以LiF熔點較高；正確答案：O； LiF。

3）CO2中結構簡式為，單鍵為鍵，雙鍵含有1個鍵、1個鍵； a正確；每種原子都有自己的特征譜線,游離態和化合態鋰元素均可由特征發射光譜檢出；b正確；叔丁基鋰中碳原子的雜化軌道數目均為4，碳原子采取sp3雜化，c錯誤；正確選項c。

（4）如圖一是上述元素形成的物質晶胞結構示意圖，含有Li+個數為8×1/8+4×1/2+4×1/4=4，PO43-個數為4，Fe2+個數為4，所以該物質化學式為 LiFePO4；0其化學式為 LiFePO4 ；Fe基態電子排布[Ar] 3d64s2，Fe2+的基態電子排布式為[Ar]3d6 ；中P原子孤電子對數，價層電子對數，空間構型為正四面體；正確答案：LiFePO4；[Ar]3d6；正四面體。

（5）金屬鋰為體心立方晶胞,體心Li原子與晶胞頂點Li原子相鄰，則配位數為8；計算晶胞中Li原子數目為，晶胞體對角線長度為Li原子半徑的4倍，晶胞體對角線長度為晶胞棱長的倍，設Li原子半徑為r，則r=√3 a /4, 晶胞的體積為a 3pm3，原子的體積為2×4/3π×(√3 a /4)3，故原子的空間占有率[2×4/3π×(√3 a /4)3]÷a 3=√3/8π×100%;正確答案：8；3/8π×100%。

（6）有圖像可知，CaC2晶體的晶胞結構與NaCl晶胞結構的基礎上沿豎直方向拉長，所以距離中心Ca2+最近的C22-分別在四個側面中心，所以數量為4；正確答案：4。