Question

2．黃銅礦（CuFeS₂）是煉鋼的最主要礦物．
（1）S位于周期表中ⅥA族，該族元素氫化物中，H₂Te比H₂S沸點高的原因是兩者均為分子晶體且結構相似，H₂Te相對分子質量比H₂S大，分子間作用力更強，
H₂O比H₂Te沸點高的原因是兩者均為分子晶體，H₂O分子中存在氫鍵．
（2）S有+4和+6兩種價態(tài)的氧化物，回答下列問題：
①下列關于氣態(tài)SO₃和SO₂的說法中，正確的是AD
A．中心原子的價層電子對數(shù)目相等    B．都是極性分子
C．中心原子的孤對電子數(shù)目相等      D．都含有極性鍵
②將純液態(tài)SO₃冷卻到289.8K時凝固得到一種螺旋狀單鏈結構的固體其結構如圖1，此固態(tài)SO₃中S原子的雜化軌道類型是sp³．

（3）CuFeS₂的晶胞如圖2所示，晶胞參數(shù)a=0.524nm，c=1.032nm；CuFeS₂的晶胞中每個Cu原子與4個S原子相連，列式計算晶體密度ρ=4.31g•cm^-3．

Answer 1

分析 （1）S的原子結構有3個電子層，最外層電子數(shù)為6，H₂Te、H₂S中相對分子質量大的沸點高，而水中含氫鍵；
（2）①SO₃中價電子對為3，沒有孤對電子，為平面三角形；而SO₂中價電子數(shù)為3，孤對電子數(shù)為1，為V型；
②圖1中固態(tài)SO₃中S原子形成4個共價單鍵；
（3）由面心上Cu與2個S相連，晶胞中每個Cu原子與4個S相連；結合ρ=$\frac{m}{V}$計算．

解答 解：（1）S的原子結構有3個電子層，最外層電子數(shù)為6，位于第ⅥA族，H₂Te、H₂S中相對分子質量大的沸點高，則H₂Te沸點高，H₂O比H₂Te沸點高的原因是兩者均為分子晶體，H₂O分子中存在氫鍵，
故答案為：ⅥA；兩者均為分子晶體且結構相似，H₂Te相對分子質量比H₂S大，分子間作用力更強；兩者均為分子晶體，H₂O分子中存在氫鍵；
（2）①SO₃中價電子對為3，沒有孤對電子，為平面三角形；而SO₂中價電子數(shù)為3，孤對電子數(shù)為1，為V型，則
A．中心原子的價層電子對數(shù)目相等，故A正確；             
B．三氧化硫是非極性分子，故B錯誤；
C．中心原子的孤對電子數(shù)目不等，故C錯誤；               
D．都含有S與O之間的極性鍵，故D正確；
故答案為：AD；
②圖1中固態(tài)SO₃中S原子形成4個共價單鍵，的雜化軌道類型是sp³，故答案為：sp³；
（3）由面心上Cu與2個S相連，晶胞中每個Cu原子與4個S相連；8個S均在體內(nèi)，由化學式為CuFeS₂，則含晶胞質量為 $\frac{4×184g/mol}{N{\;}_{A}}$，晶胞參數(shù)a=0.524nm，c=1.032nm，體積為（0.524×10^-7cm）²×1.032×10^-7cm，ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4×184g/mol}{6.02×10{\;}^{23}mol{\;}^{-1}×（0.524×1{0}^{-7}cm）^{2}×1.032×1{0}^{-7}cm}$=4.31g•cm^-3，
故答案為：4； 4.31．

點評 本題考查晶胞計算及雜化等，為高考常見題型和高頻考點，側重于學生的分析能力的考查，把握物質結構與性質、晶胞結構及計算等為解答該題的關鍵，題目難度較大．