Question

【題目】【化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)。請(qǐng)回答下列涉及物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的問題：

（1）第二周期中，元素的第一電離能處于B與N之間的元素有_________種。

（2）某元素位于第四周期Ⅷ族，其基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對(duì)電子數(shù)相同，則其基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為_________________。

（3）乙烯酮（CH2＝C＝O）是一種重要的有機(jī)中間體，可用CH3COOH在（C2H5O）3P＝O存在下加熱脫H2O得到。乙烯酮分子中碳原子雜化軌道類型是_____________，1mol（C2H5O）3P＝O分子中含有的σ鍵的數(shù)目為__________________。

（4）已知固態(tài)NH3、H2O、HF的氫鍵鍵能和結(jié)構(gòu)如下：

解釋H2O、HF、NH3沸點(diǎn)依次降低的原因___________________。

（5）碳化硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似，其硬度僅次于金剛石，具有較強(qiáng)的耐磨性能。碳化硅晶胞結(jié)構(gòu)中每個(gè)碳原子周圍與其距離最近的硅原子有________個(gè)，與碳原子等距離最近的碳原子有__________個(gè)。已知碳化硅晶胞邊長(zhǎng)為apm，則晶胞圖中1號(hào)硅原子和2號(hào)碳原子之間的距離為________pm，碳化硅的密度為__________g／cm3。

Answer 1

【答案】（1）3（2）3d84s2（3）sp2和sp25NA

（4）單個(gè)氫鍵的鍵能是(HF)n>冰>(NH3)n，而平均每個(gè)分子含氫鍵數(shù)：冰中2個(gè)，(HF)n 和(NH3)n只有1個(gè)，氣化要克服的氫鍵的總鍵能是冰＞(HF)n＞(NH3) n （5）4　12

【解析】

試題分析：（1）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素，根據(jù)電離能的變化規(guī)律，半充滿的N原子和全充滿的Be原子第一電離能要比同周期原子序數(shù)大的原子高，故第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O三種元素；

（2）元素位于第四周期VIII族，其基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對(duì)電子數(shù)相同，C原子的電子排布為1s22s22p2，未成對(duì)電子數(shù)為2，則該元素為Ni，其基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為3d84s2；

（3）在CH2＝C＝O中，一個(gè)碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為＝3，另一個(gè)碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為＝2，所以碳原子的雜化軌道類型有sp2和sp；單鍵全是σ鍵、雙鍵有一個(gè)σ鍵，1mol（C2H5O）3P＝O分子中含有的σ鍵的數(shù)目為25NA；

（4）單個(gè)氫鍵的鍵能是(HF)n＞冰＞(NH3)n，而平均每個(gè)分子含氫鍵數(shù):冰中2個(gè)，(HF)n和(NH3)n只有1個(gè)，氣化要克服的氫鍵的總鍵能是冰＞(HF)n＞(NH3)n；

（5）碳化硅晶胞結(jié)構(gòu)中每個(gè)碳原子周圍與其距離最近的硅原子有4個(gè)，與碳原子等距離最近的碳原子有12個(gè)。已知碳化硅晶胞邊長(zhǎng)為apm，則晶胞圖中1號(hào)硅原子和2號(hào)碳原子之間的距離為pm；根據(jù)題圖知，每個(gè)碳原子周圍有4個(gè)硅原子與其距離最近且相等;該晶胞中含有的碳原子個(gè)數(shù)為個(gè)硅原子與其距離最近且相等，該晶胞中含有的碳原子個(gè)數(shù)為8×18+6×12＝4，硅原子個(gè)數(shù)為4 ，則根據(jù)公式 ×ρ × NA＝4×40g·mol- 1得ρ＝＝。