Question

【題目】晶體硅是制備太陽能電池板的主要原料，電池板中還含有硼、氮、鈦、鉆、鈣等多種化學(xué)物質(zhì)。請回答下列問題：

（1）科學(xué)家常利用X-射線衍射實(shí)驗(yàn)區(qū)分晶體硼和無定形硼，二者之關(guān)的關(guān)系互為_________。第二周期元素的第一電離能按由小到大的順序排列，B元素排在第____位，其基態(tài)能量最低的能極電子云輪廊圖為____________。

（2）硅酸根有多種結(jié)構(gòu)形式，一種無限長鏈狀結(jié)構(gòu)如圖1所示，其化學(xué)式為_______，Si原子的雜化類型為__________________。

（3）N元素位于元素周期表___________區(qū)；該元素形成的氫化物的沸點(diǎn)比同族元素的氫化物沸點(diǎn)高，其原因?yàn)?/span>____________________________________________________。

（4）[Co(NH3)6]3+的幾何構(gòu)型為正八面體形，Co在中心。[Co(NH3)6]3+中，1個(gè)Co提供___個(gè)空軌道。該配位離子的作用力為_________________（填序號）。

A．金屬鍵 B．離子鍵 C．共價(jià)鍵 D．配位鍵 E．氫鍵

（5）一種由Ca、Ti、O三種元素形成的晶體的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。

①與Ti緊鄰的Ca有________________個(gè)。

②若Ca與O之間的最短距離為a pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體的密度ρ=___g cm－3(用含a、NA的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】 同素異形體 2 球形 SiO32－ [或(SiO3)n2n－] sp3 p 氨分子間存在氫鍵，同族其他氫化物只有范德華力 6 CD 8 或

【解析】試題分析：(1) 晶體硼和無定形硼是硼元素組成的不同單質(zhì)；同周期元素的第一電離能從左到右依次增大，但鈹原子2S軌道全充滿，第一電離能大于相鄰的硼原子；硼原子基態(tài)時(shí)能量最低的能級為1s；（2）根據(jù)圖1，每個(gè)硅原子與4個(gè)O原子成鍵，4個(gè)O原子中有2個(gè)O原子被2個(gè)硅原子共用；（3）N原子核外電子排布式是 ；氨分子間能形成氫鍵；1個(gè)Co原子與6個(gè)NH3分子形成配位鍵；（5）①由于1個(gè)頂點(diǎn)可以形成8個(gè)立方體，所以根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，在該物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)鈦離子周圍與它最接近且距離相等的鈣離子有8個(gè)；根據(jù)均攤法計(jì)算該晶體的化學(xué)式，根據(jù) 計(jì)算密度；

解析：(1) 晶體硼和無定形硼是硼元素組成的不同單質(zhì)，所以晶體硼和無定形硼之關(guān)的關(guān)系互為同素異形體；同周期元素的第一電離能從左到右依次增大，但鈹原子2S軌道全充滿，第一電離能大于相鄰的硼原子，所以硼的第一電離能僅大于鋰，第一電離能按由小到大的順序排列，B元素排在第2位；其基態(tài)能量最低的能級為1s，電子云輪廊圖為球形；（2）根據(jù)圖1，每個(gè)硅原子與4個(gè)O原子成鍵，4個(gè)O原子中有2個(gè)O原子被2個(gè)硅原子共用，實(shí)際每個(gè)硅原子占用氧原子數(shù) ，化學(xué)式為SiO32－，Si原子的雜化類型為sp3；（3）N原子核外電子排布式是 ，最外能層是2p，所以N元素位于元素周期表p區(qū)；氨分子間能形成氫鍵，同族其他氫化物只有范德華力，所以氨氣的沸點(diǎn)比同族元素的氫化物沸點(diǎn)高；1個(gè)Co原子與6個(gè)NH3分子形成配位鍵，1個(gè)Co提供6個(gè)空軌道。該配位離子的作用力為配位鍵、共價(jià)鍵；（5）①由于1個(gè)頂點(diǎn)可以形成8個(gè)立方體，所以根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，在該物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)鈦離子周圍與它最接近且距離相等的鈣離子有8個(gè)；根據(jù)均攤法，每個(gè)晶胞含有Ca、Ti、O原子數(shù)1、 、 ，該晶體的化學(xué)式是CaTiO3，晶胞的摩爾質(zhì)量是138g/mol, 1個(gè)晶胞的質(zhì)量是 g，Ca與O之間的最短距離為a pm，則晶胞的邊長是 ， ， = ；