Question

【題目】硫及其化合物有許多用途，相關物質的物理常數如下表所示：

回答下列問題：

（1）基態Fe原子價層電子的電子排布圖（軌道表達式）為____，基態S原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為______形。

（2）根據價層電子對互斥理論，H2S、SO2、SO3的氣態分子中，中心原子價層電子對數不同于其他分子的是_________。

（3）圖（a）為S8的結構，其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多，主要原因為_____。

（4）氣態三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構型為_____形，其中共價鍵的類型有_____種；固體三氧化硫中存在如圖（b）所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為_____。

（5）FeS2晶體的晶胞如圖（c）所示。晶胞邊長為a nm、FeS2相對式量為M，阿伏加德羅常數的值為NA，其晶體密度的計算表達式為____g·cm3；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為____nm。1molFeS2晶體中含有陰陽離子總數為____

Answer 1

【答案】 啞鈴 H2S S8屬于分子晶體，熔點高低與其相對分子質量的大小直接相關，因為S8的相對分子質量比SO2大的多，因此其熔沸點比SO2高許多 平面三角形 2 sp3雜化 gcm-3 2NA

【解析】

(1)基態Fe原子價層電子為其3d、4s能級上電子；基態S原子電子占據的能級有1s、2s、2p、3s、3p，最高能級為3p，其電子云輪廓圖為啞鈴形；

(2)H2S中S原子價層電子對個數=2+=4、SO2中S原子價層電子對個數=2+=3、SO3中S原子價層電子對個數=3+=3；

(3)S8、SO2都分子晶體，分子晶體熔沸點與其分子間作用力成正比，分子間作用力與其相對分子質量成正比；

(4)SO3中S原子價層電子對個數=3+=3，且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷其空間構型；該分子中S-O原子之間存在共價鍵；該分子中每個S原子價層電子對個數都是4，根據價層電子對互斥理論判斷S原子雜化類型；
(5)晶胞邊長為anm=a×10-7cm，晶胞體積=(a×10-7cm)3，該晶胞中Fe2+個數=1+12×=4，S22-個數=8×+6×=4，其晶體密度=；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面體的體心，該正八面體的邊長根據正方形對角線的長度計算。

(1)基態Fe原子的核外價電子排布式為[Ar]3d64s2，基態Fe原子價層電子為其3d、4s能級上電子，則基態Fe原子的核外價電子排布圖為；基態S原子電子占據的能級有1s、2s、2p、3s、3p，最高能級為3p，其電子云輪廓圖為啞鈴形；

(2)H2S中S原子價層電子對個數=2+=4、SO2中S原子價層電子對個數=2+=3、SO3中S原子價層電子對個數=3+=3，中心原子價層電子對數不同于其他分子的是H2S；

(3)S8、SO2都分子晶體，分子晶體熔沸點與其分子間作用力成正比，分子間作用力與其相對分子質量成正比，S8相對分子質量大于SO2，所以分子間作用力S8大于SO2，導致熔沸點S8大于SO2；

(4)SO3中span>S原子價層電子對個數=3+=3，且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷其空間構型為平面正三角形；該分子中S-O原子之間存在σ和離域大π鍵，所以共價鍵類型2種；該分子中每個S原子價層電子對個數都是4，根據價層電子對互斥理論判斷S原子雜化類型為sp3；

(5)晶胞邊長為anm=a×10-7cm，晶胞體積=(a×10-7cm)3，該晶胞中Fe2+個數=1+12×=4，S22-個數=8×+6×=4，其晶體密度==g/cm3=g/cm3；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面體的體心，該正八面體的平面對角線為anm，則正八面體的邊長為nm；1molFeS2晶體中含有Fe2+和S22-的總數為2NA。