Question

【題目】I.氟及其化合物用途非常廣泛。回答下列問(wèn)題：

(1)聚四氟乙烯商品名稱為“特氟龍”，可做不粘鍋涂層。它是一種準(zhǔn)晶體，該晶體是一種無(wú)平移周期序、但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體�？赏ㄟ^(guò)____________方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。

(2)銻(Sb)與砷處于同一主族且相鄰，基態(tài)銻原子價(jià)電子排布式為______。[H2F]+[SbF6]-(氟酸銻)是一種超強(qiáng)酸，存在[H2F]+，寫出一種與[H2F]+互為等電子體的陰離子是_________。

(3)硼酸(H3BO3)和四氟硼酸銨(NH4BF4)都有著重要的化工用途。

①H3BO3和NH4BF4涉及的四種元素中第二周期元素的第一電離能由大到小的順序____(填元素符號(hào))。

②H3BO3本身不能電離出H+，在水中易結(jié)合一個(gè)OH﹣生成[B(OH)4]﹣，而體現(xiàn)弱酸性。[B(OH)4]﹣中B原子的雜化類型為_________。

③NH4BF4(四氟硼酸銨)可用作鋁或銅焊接助熔劑、能腐蝕玻璃等。四氟硼酸銨中存在_______(填序號(hào))：

A 離子鍵 B σ鍵 C π鍵 D 范德華力 E 配位鍵

(4)CuCl的熔點(diǎn)為426℃，熔化時(shí)幾乎不導(dǎo)電；CuF的熔點(diǎn)為908℃。

①CuF比CuCl熔點(diǎn)高的原因是_____________；

②CuF的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1。F-填充在Cu+圍成的_______空隙中，空隙填充率為________%。

Ⅱ.AA705合金(含Cu、Al、Zn、Mg和Ti)幾乎與鋼一樣堅(jiān)固，但重量?jī)H為鋼的三分之一，已被用于飛機(jī)機(jī)身和機(jī)翼、智能手機(jī)外殼上等。

(5)CN-、NH3、H2O和OH-等配體都能與Zn2+形成配離子。1mol [Zn(NH3)4]2+含________ molσ鍵，中心離子的配位數(shù)為__________。

鈦晶體有兩種品胞，如圖所示。

①如圖2所示，晶胞的空間利用率為______(用含п的式子表示)。

②已知圖3中六棱柱邊長(zhǎng)為x pm，高為y pm。該鈦晶胞密度為D g·cm-3，NA為______mol-1(用含x y和D的式子表示)。

Answer 1

【答案】X—射線衍射 5s25p3 F＞N＞O＞B sp3 ABE 由兩者的熔點(diǎn)可知，CuCl是分子晶體，而CuF為離子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)高 正四面體 50 16 4 ×1030

【解析】

根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律書寫價(jià)電子排布式，根據(jù)等電子體原理書寫等電子體，利用原子半徑及全、半充滿比較第一電離能大小，根據(jù)雜化軌道及價(jià)電子互斥理論判斷雜化類型，根據(jù)配合物結(jié)構(gòu)判斷粒子間的作用力，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)結(jié)合均攤法和立體幾何知識(shí)進(jìn)行晶胞的相關(guān)計(jì)算。

Ⅰ.(1)從外觀無(wú)法區(qū)分三者，區(qū)分晶體、非晶體、準(zhǔn)晶體最可靠的方法是X—射線衍射法；

(2)銻為51號(hào)元素，Sb位于第五周期VA族，則基態(tài)銻(Sb)原子價(jià)電子排布式為5s25p3，[H2F]+[SbF6]-(氟酸銻)是一種超強(qiáng)酸，存在[H2F]+，[H2F]+中中心原子F的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+=4，σ鍵電子對(duì)數(shù)為2，該離子的空間構(gòu)型為V型，與[H2F]+具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的陰離子(即等電子體)為；

(3)①H3BO3和NH4BF4涉及的四種元素中第二周期元素是B、N、O、F四種元素，同周期元素從左向右第一電離能呈增大趨勢(shì)，N的2p能級(jí)半充滿較穩(wěn)定，N的第一電離能大于O，則這四種元素第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>F＞N＞O＞B；

②[B(OH)4]﹣中B的價(jià)層電子對(duì)=，所以B采取sp3雜化；

③NH4BF4(四氟硼酸銨)中含銨根離子和氟硼酸根離子，銨根離子中含3個(gè)σ鍵和1個(gè)配位鍵，氟硼酸根離子中含3個(gè)σ鍵和1個(gè)配位鍵，銨根離子和氟硼酸根離子以離子鍵相結(jié)合，則四氟硼酸銨中存在離子鍵、σ鍵、配位鍵，答案選ABE；

(4)①CuCl的熔點(diǎn)為426℃，熔化時(shí)幾乎不導(dǎo)電，CuCl是分子晶體，而CuF的熔點(diǎn)為908℃，CuF為離子晶體，CuF離子晶體的晶格能大于CuCl分子間范德華力，故CuF比CuCl熔點(diǎn)高；

②根據(jù)CuF的晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，F-填充在Cu+圍成的正四面體空隙中，一個(gè)晶胞中存在8個(gè)正四面體空隙，其中4個(gè)被F-填充，故空隙填充率為50%；

Ⅱ.(5)所有單鍵包括配位鍵均為σ鍵，雙鍵中有一個(gè)為σ鍵，每個(gè)NH3分子中含有3個(gè)N-H鍵，中心原子Zn與四個(gè)N原子之間存在配位鍵，則1mol [Zn(NH3)4]2+含(4+3×4)mol=16mol σ鍵，配位體為NH3，中心離子Zn2+的配位數(shù)為4；

①由圖3可知，晶胞中鈦原子的數(shù)目為1+8×=2，設(shè)原子半徑為r，則晶胞的對(duì)角線為4r，晶胞的邊長(zhǎng)為，則空間利用率為；

②②圖4晶胞中鈦原子的數(shù)目為3+2×+12×=6，晶胞的質(zhì)量為g，六棱柱邊長(zhǎng)為x pm，高為y pm，則晶胞的體積為x2y×10-30cm3，則D=g÷(x2y×10-30)cm3，由此計(jì)算得NA=mol-1。