Question

【題目】硫及其化合物有許多用途，相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示：

	H2S	S8	FeS2	SO2	SO3	H2SO4
熔點/℃	85.5	115.2	>600（分解）	75.5	16.8	10.3
沸點/℃	60.3	444.6		10.0	45.0	337.0

回答下列問題：

（1）基態(tài)O原子的電子排布圖為_______，基態(tài)O原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為____形，O原子最外層電子的運動狀態(tài)有_____種。

（2）下圖為S8的結(jié)構(gòu)，該分子中S原子的雜化軌道類型為______________。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_____________。

（3）氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構(gòu)型為_____形；固體三氧化硫中存在如下圖所示的三聚分子，該分子中S原子的價層電子數(shù)___________。

（4）FeS2晶體的晶胞如圖所示。晶胞中有Fe2+_____個，有S22-_____個，晶胞中Fe2+位于S22-所形成的____(填空隙名稱)的體心。晶胞邊長為a nm、FeS2相對分子質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其晶體密度的計算表達式為___________gcm﹣3。

（5）在硅酸鹽中，SiO44﹣四面體（如下圖（a）通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖（b）為一種無限長層狀結(jié)構(gòu)的多硅酸根；其中Si原子的雜化形式為____。該多硅酸根的化學式為_____。

Answer 1

【答案】 啞鈴（紡錘） 6 sp3 S8相對分子質(zhì)量大，分子間范德華力強 平面正三角 4 4 4 正八面體 ×1021 sp3 Si2O5）n2n-

【解析】

（1）根據(jù)O基態(tài)原子的核外電子排布式解答；

（2）先結(jié)合圖的成鍵數(shù)目即孤電子對數(shù)目判斷其雜化類型，再根據(jù)影響S8分子晶體熔沸點高低的是范德華力判斷；

（3）根據(jù)價層電子對互斥理論分析；

（4）利用均攤法對晶胞中的離子個數(shù)進行分析，再根據(jù)進行計算；

（5）根據(jù)圖中的幾何關(guān)系進行分析。

（1）基態(tài)O原子的電子排布式為1s22s22p4，則其核外電子的電子排布圖為：，根據(jù)電子排布式可知，電子占據(jù)最高能級為2p，則電子云輪廓圖為啞鈴（紡錘）形，不同的電子運動狀態(tài)均不相同，因O原子最外層有6個電子，則電子的運動狀態(tài)有6種，故答案為：，啞鈴（紡錘），6。

（2）S8、SO2形成的晶體均為分子晶體，根據(jù)圖可以看出易個S周圍有兩個S原子成鍵，S原子還有2個孤電子對，結(jié)合雜化軌道理論可知，該分子中S原子的雜化軌道類型為sp3，由于物質(zhì)中沒有氫鍵，因此物質(zhì)的熔沸點主要受相對分子質(zhì)量的影響，因為S8的相對分子質(zhì)量大，分子間范德華力強，所以S8的熔沸點高于SO2，故答案為：sp3，S8相對分子質(zhì)量大，分子間范德華力強。

（3）由VSEPR理論，SO3的σ鍵數(shù)為3，孤電子對數(shù)為=0，故SO3的分子構(gòu)型為平面正三角形，雜化方式為sp2雜化，固體三氧化硫中存在如圖所示的三聚分子，該分子S原子形成4個共價鍵，因此S原子的價層電子數(shù)為4，故答案為：平面正三角，4。

（4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知含有亞鐵離子的個數(shù)為×12+1=4，過硫根離子個數(shù)為8×+6×=4，晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面體的體心。晶胞邊長為anm，FeS2相對分子質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則其密度的計算表達式為：，故答案為：4，4，正八面體，×1021。

（5）硅酸鹽中的硅酸根（SiO44﹣）為四面體結(jié)構(gòu)，每個Si原子周圍都與4個O原子相連，無孤對電子，所以中心原子Si原子采取了sp3雜化，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知：圖b該多硅酸根的最小的結(jié)構(gòu)單元為，該結(jié)構(gòu)單元中含有1+2×=2個Si原子，1+1+6×=5個O原子，根據(jù)正負化合價的代數(shù)和為離子所帶電荷數(shù)，每個獨立的Si-O中的O原子帶一個單位的負電荷，所以該多硅酸根的化學式為(Si2O5）n2n-，故答案為：. sp3，（Si2O5）n2n-。