Question

【題目】鹵素及其化合物廣泛存在于自然界中。回答下列問題：

(1)光氣(COCl2)是一種重要的有機中間體，在農藥、醫藥、工程塑料、聚氨酯材料以及軍事上都有許多用途。光氣的分子立體構型為______________，其三種元素的電負性由小到大的順序為______________。與COCl2互為等電子體的分子和離子(各寫一種)__________。

(2)日常生活中，看到的許多可見光，如霓虹燈，試從原子結構角度解釋這一現象？____________________________。

(3)區分晶態二氧化硅和非晶態二氧化硅最可靠的科學方法是_____________。

(4)一種銅的溴化物晶胞結構如圖所示，若將圖中的Cu去掉，再把所有的Br換成Cu，得到晶體銅的晶胞結構，則晶體銅的堆積方式為___________，某同學將基態銅原子價電子錯誤的寫為3d94s2，違背了核外電子排布規律中的______。

(5)下列關于上述銅的溴化物晶胞結構說法正確的是_________(選填字母序號)。

A．該化合物的化學式為CuBr2

B．銅的配位數為8

C．與每個Br緊鄰的Br有12個

D．由圖中P點和Q點的原子坐標參數，確定R點的原子坐標參數為(1/4,1/4,1/4)

(6)若圖中P點和R點的原子核間距為a cm，NA為阿伏伽德羅常數的值，則該晶胞密度為______g/cm3。(列出計算式即可)

Answer 1

【答案】平面三角形 C<Cl<O N2Cl2、BF3、SO3等合理答案，NOCl2+、NO3-等合理答案 原子核外電子發生躍遷，從激發態變為基態時以光的形式釋放能量 X-射線衍射實驗 面心立方最緊密堆積 洪特規則（特例） CD 或

【解析】

(1) 光氣的分子式為COCl2，結構式為，碳原子孤電子對數為0，價層電子對數為3，則其空間結構為平面三角形；同一周期從左到右元素的電負性逐漸增大，非金屬性越強，電負性越大，所以C、O、Cl三種元素的電負性由小到大的順序為C<Cl<O；原子總數相等、價電子總數也相等的微粒互為等電子體，COCl2的等電子體的化學式為N2Cl2、BF3、SO3等分子和NOCl2+、NO3-等離子；

(2)光是電子釋放能量重要形式之一，日常生活中，看到的許多可見光，如霓虹燈等都與原子核外電子發生躍遷，從激發態變為基態時以光的形式釋放能量有關；

(3) 晶態和非晶態二氧化硅結構上最大的不同是晶態二氧化硅長程有序，非晶態短程有序。

區分晶態二氧化硅和非晶態二氧化硅最可靠的科學方法是對固體進行X-射線衍射實驗；

(4) 晶胞中銅原子位于面心、頂點上，屬于面心立方最緊密堆積；根據洪特規則，對于同一電子亞層中，當電子排布為全充滿、半充滿或全空時是比較穩定的，基態銅原子價電子應為3d104s1；

(5) A．根據均攤法，晶胞中銅原子為4個，溴原子數是8×＋6×＝4，所以晶胞的化學式是CuBr；

B．以頂點銅原子研究，與之相鄰的原子處于面心，每個頂點的原子為8個晶胞共用，每個面心為2個晶胞共有，故Cu原子的配位數為=12；

C．根據晶胞圖可知，與每個Br緊鄰的Br有12個；

D．圖中P點原子坐標參數為(0，0，0)和Q點的原子坐標參數(1/2，1/2，0)，可知晶胞邊長設為1，PR為晶胞對角線的，則R點的原子坐標參數為；

(6) 若Cu原子與最近的Br原子的核間距為a cm，即為體對角線的四分之一，故則該晶體的邊長為： cm，該晶胞的體積為：cm3，一個晶胞的質量為：(4×144)÷NA g，故晶胞的密度計算表達式為： g/cm3。

(1) 光氣的分子式為COCl2，結構式為，碳原子孤電子對數為0，價層電子對數為3，則其空間結構為平面三角形；同一周期從左到右元素的電負性逐漸增大，非金屬性越強，電負性越大，所以C、O、Cl三種元素的電負性由小到大的順序為C<Cl<O；原子總數相等、價電子總數也相等的微粒互為等電子體，COCl2的等電子體的化學式為N2Cl2、BF3、SO3等分子和NOCl2+、NO3-等離子；

因此，本題正確答案是：平面三角形；C<Cl<O；N2Cl2、BF3、SO3等合理答案，NOCl2+、NO3-等合理答案；

(2)光是電子釋放能量重要形式之一，日常生活中，看到的許多可見光，如霓虹燈等都與原子核外電子發生躍遷，從激發態變為基態時以光的形式釋放能量有關；

因此，本題正確答案是：原子核外電子發生躍遷，從激發態變為基態時以光的形式釋放能量；

(3) 晶態和非晶態二氧化硅結構上最大的不同是晶態二氧化硅長程有序，非晶態短程有序。

區分晶態二氧化硅和非晶態二氧化硅最可靠的科學方法是對固體進行X-射線衍射實驗；

因此，本題正確答案是：X-射線衍射實驗；

(4) 晶胞中銅原子位于面心、頂點上，屬于面心立方最緊密堆積；根據洪特規則，對于同一電子亞層中，當電子排布為全充滿、半充滿或全空時是比較穩定的，基態銅原子價電子應為3d104s1，若寫為3d94s2，則違背了核電子排布規律中的洪特規則（特例）；

因此，本題正確答案是：面心立方最緊密堆積；洪特規則（特例）；

(5) A．根據均攤法，晶胞中銅原子為4個，溴原子數是8×＋6×＝4，所以晶胞的化學式是CuBr，故A錯誤；

B．以頂點銅原子研究，與之相鄰的原子處于面心，每個頂點的原子為8個晶胞共用，每個面心為2個晶胞共有，故Cu原子的配位數為=12，故B錯誤；

C．根據晶胞圖可知，與每個Br緊鄰的Br有12個，故C正確；

D．圖中P點原子坐標參數為(0，0，0)和Q點的原子坐標參數(1/2，1/2，0)，可知晶胞邊長設為1，PR為晶胞對角線的，則R點的原子坐標參數為，故D正確；

因此，本題正確答案是：CD；

(6) 若Cu原子與最近的Br原子的核間距為a cm，即為體對角線的四分之一，故則該晶體的邊長為： cm，該晶胞的體積為：cm3，一個晶胞的質量為：(4×144)÷NA g，故晶胞的密度計算表達式為： g/cm3。

因此，本題正確答案是：或。