Question

【題目】硫及其化合物有許多用途，相關物質的物理常數(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)Fe原子價層電子排布式為__________，基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為_________形，共有______能量不同的原子軌道；

(2)根據(jù)價層電子對互斥理論，H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價層電子對數(shù)不同于其他分子的是_________。

(3)圖(a)為S8的結構，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_______。

(4)氣態(tài)H2S的分子的立體構型為_____形，固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為________。

(5)FeS2晶體的晶胞如圖(c)所示。晶胞邊長為a nm、FeS2相對式量為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___________g·cm3。

Answer 1

【答案】3d64s2 紡錘型 5 H2S S8與SO2都是分子晶體，S8相對分子質量比SO2大，S8的分子間作用力大于SO2，所以S8熔沸點比SO2高許多 V型 sp3雜化 （或）

【解析】

(1)基態(tài)Fe原子價層電子為其3d、4s能級上電子；基態(tài)S原子電子占據(jù)的能級有1s、2s、2p、3s、3p，最高能級為3p，據(jù)此解答；

(2)根據(jù)價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)，σ鍵個數(shù)=配原子個數(shù)，孤電子對個數(shù)=(a-xb)依次計算H2S、SO2、SO3中S原子價層電子對個數(shù)后判斷；

(3)S8、SO2都分子晶體，分子晶體熔沸點與其分子間作用力成正比，據(jù)此分析解答；

(4)根據(jù)價層電子對互斥理論判斷其空間構型；根據(jù)圖示，該分子中每個S原子價層電子對個數(shù)都是4，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷S原子雜化類型；

(5)根據(jù)晶胞中微粒的計算方法，分別計算出Fe2+個數(shù)和S22-個數(shù)，再根據(jù)密度公式計算。

(1)基態(tài)Fe原子的電子排布式為[Ar]3d64s2；其中價電子排布式為3d64s2；基態(tài)S原子電子占據(jù)的能級有1s、2s、2p、3s、3p，最高能級為3p，其電子云輪廓圖為啞鈴形(或紡錘型)，故答案為：3d64s2；啞鈴形(或紡錘型)；5；

(2)H2S中S原子價層電子對個數(shù)=2+=4、SO2中S原子價層電子對個數(shù)=2+=3、SO3中S原子價層電子對個數(shù)=3+=3，中心原子價層電子對數(shù)不同于其他分子的是H2S，故答案為：H2S；

(3)S8、SO2都是分子晶體，分子晶體的熔沸點與其分子間作用力成正比，分子間作用力與其相對分子質量成正比，S8相對分子質量大于SO2，所以分子間作用力S8大于SO2，導致熔沸點S8大于SO2，故答案為：S8與SO2都是分子晶體，S8相對分子質量比SO2大，S8的分子間作用力大于SO2，所以S8熔沸點比SO2高許多；

(4)H2S中S原子價層電子對個數(shù)=2+=4，H2S的分子的立體構型為V型；根據(jù)圖示，固體三氧化硫中每個S原子價層電子對個數(shù)都是4，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷S原子雜化類型為sp3雜化，故答案為：V型；sp3雜化；

(5)晶胞邊長為anm=a×10-7cm，晶胞體積=(a×10-7cm)3，該晶胞中Fe2+個數(shù)=1+12×=4，S22-個數(shù)=8×+6×=4，其晶體密度==g/cm3=g/cm3，故答案為：(或)。