硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问…——2021 高考化学第 18 题答案解析

2021_省自主命题(湖南)

2021 湖南 第 18 题 解答题 区分题
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18. 硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题:

(1)基态硅原子最外层的电子排布图为 \_\_\_\_,晶体硅和碳化硅熔点较高的是 \_(填化学式);

(2)硅和卤素单质反应可以得到 $\mathrm { S i X } _ { 4 }$ $\mathrm { S i X } _ { 4 }$ 的熔沸点如下表:

<table><tr><td></td><td> $SiF_4$ </td><td> $SiCl_4$ </td><td> $SiBr_4$ </td><td> $SiI_4$ </td></tr><tr><td>熔点/K</td><td>183.0</td><td>203.2</td><td>278.6</td><td>393.7</td></tr><tr><td>沸点/K</td><td>187.2</td><td>330.8</td><td>427.2</td><td>560.7</td></tr></table>

①0℃时, $\mathrm { S i F } _ { 4 }$ $\mathrm { { S i C l } _ { 4 } }$ $\mathrm { S i B r } _ { 4 }$ $\mathrm { S i I } _ { 4 }$ 呈液态的是\_\_\_\_(填化学式),沸点依次升高的原因是\_\_\_\_\_,气态$\mathrm { S i X } _ { 4 }$ 分子的空间构型是 ;

② $\mathrm { { S i C l } _ { 4 } }$ 与N-甲基咪唑 $( \mathrm { H } _ { 3 } C - N \bigcirc _ { \smile } ^ { \iff }$ 反应可以得到 $\mathbf { M } ^ { 2 + }$ ,其结构如图所示:

N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为\_\_\_\_\_\_\_,H、C、N 的电负性由大到小的顺序为\_\_\_\_\_\_\_,1个 $\mathbf { M } ^ { 2 + }$ 中含有\_\_\_ \_\_个s键;

(3)下图是Mg 、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。

①己知化合物中Ge和O的原子个数比为1:4,图中Z表示 \_原子(填元素符号),该化合物的化学式为\_\_\_

②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm, $\alpha = \beta = \gamma = 9 0 ^ { \circ }$ ,则该晶体的密度= $\mathrm { g } \cdot \mathrm { c m } ^ { - 3 }$ (设阿伏加德罗常数的值为 $N _ { \mathrm { A } }$ ,用含a、b、c、 $N _ { \mathrm { A } }$ 的代数式表示)。

参考答案

(1). $\begin{array} { l } { 3 5 } \\ { \boxed { \uparrow \downarrow } } \end{array} \frac { 3 ^ { \flat } } { \left[ \uparrow \boxed { \uparrow } \right] }$ ; (2). SiC (3). $\mathrm { S i C l } _ { 4 }$ (4). $\mathrm { S i X _ { 4 } }$ 都是结构相似的分子晶体,相对分 子质量依次增大,分子间作用力依次增大 (5). 正四面体形 (6). $\mathbf { s p } ^ { 2 } , \mathbf { s p } ^ { 3 } \mathbf { ; }$ ;; (7). $\mathrm { N } { > } \mathrm { C } { > } \mathrm { H }$ (8). 54 (9). O (10). $\mathrm { M g } _ { 2 } \mathrm { G e O } _ { 4 }$ (11). $= { \frac { 7 4 0 } { \mathrm { a b c N _ { A } } } } \times 1 0 ^ { 2 1 }$

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