Question

【題目】元素及其化合物在化工、醫藥、材料等領域有著廣泛的應用，回答下列問題：

(1)參照下圖 B、F 元素的位置，依據第二周期元素第一電離能的變化規律，用小黑點標出 C、N、O 三 種元素的相對位置。

(2)碳的一種單質的結構如圖(a)所示，則碳原子的雜化軌道類型為_________________ 。

(3)二鹵化鉛 PbX2 的熔點如圖(b)所示，可推斷：依 F、Cl、Br、I 次序，PbX2 中的化學鍵 的離子性_____( 填“增 強”、“ 不變”或“減弱”， 下 同 )， 共價性_____。

(4)NH3 和 F2 在 Cu 催化下可發生反應 4NH3+3F2 NF3+3NH4F，化學方程式中的 5 種物質所屬的晶體 類型有_____(填序號)。寫出基態銅原子的價電子排布式_____。

a.離子晶體 b.分子晶體 c.原子晶體 d.金屬晶體

(5)BF3 與一定量水形成(H2O)2·BF3 晶體 Q，Q 在一定條件下可轉化為 R：晶體 R 中含有的化學鍵包 括_____。

(6)水楊酸第一級電離形成離子，相同溫度下，水楊酸的 Ka2____________________________苯酚

()的 Ka(填“>”“ =”或“<”)，其原因是______________。

(7)碳的另一種單質 C60 可以與鉀形成低溫超導化合物，晶體結構如圖(c)所示，K 位于立方體的棱上和 立方體的內部，此化合物的化學式為____________；其晶胞參數為 1.4 nm，阿伏加德羅常數用 NA 表 示，則晶體的密度為________________g·cm-3。(只需列出式子)

Answer 1

【答案】sp2減弱增強abd3d104s1離子鍵、共價鍵、配位鍵＜中形成分子內氫鍵，使其更難電離出 H+K3C60

【解析】

（1）根據同周期從左到右元素的第一電離能呈增大的趨勢。N的價電子排布為2s22p3.，呈半充滿狀態比較穩定，所以第一電離能有小到大的排列為：B<C<O<N<F，所以答案為：

(2)由碳的一種單質的結構如圖(a)所示，知該單質為石墨，石墨屬于混合晶型，根據圖a知每個碳原子形成3鍵，碳原子上沒有孤對電子，碳原子的雜化軌道類型為sp2雜化。答案為：sp2。

(3)二鹵化鉛 PbX2 的熔點圖所示，由圖可知PbX2 的熔點依 F、Cl、Br、I 次序，先減小后增大，同主族由上到下元素的非金屬性逐漸減弱，說明PbX2 依 F、Cl、Br、I 次序，PbX2中的化學鍵的離子性逐漸減弱，共價性逐漸增強。答案：減弱 增強。

(4)NH3 、NF3屬于共價化合物，而 F2 屬于非金屬單質，所以NH3 、NF3、F2屬于分子晶體，NH4F屬于離子化合物，屬于離子晶體， Cu 屬于金屬是金屬晶體，所以4NH3+3F2 NF3+3NH4F，化學方程式中的 5 種物質所屬的晶體類型有abd,答案：abd,。銅屬于29號元素，核外有29個電子，所以基態銅原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,基態銅原子的價電子排布式3d104s1。

(5)根據R的結構，R中陰陽離子間為離子鍵，中的陰、陽離子中都存在著共價鍵和配位鍵，故晶體R中含有的化學鍵為離子鍵、共價鍵、配位鍵。答案：離子鍵、共價鍵、配位鍵。

(6)因為 中可形成分子內氫鍵，使其更難電離出H+，所以相同溫度下，水楊酸的Ka2小于的Ka。答案：＜ 中形成分子內氫鍵，使其更難電離出 H+ 。

(7) 用均攤法求解。由圖中信息可知，1個晶胞中含K的數目為12+9=12，含 C60的數目為8+6=4，K與C60的個數比為12:4=3:1，故此化合物的化學式為K3C60。1個晶胞的體積為 (1.4nm)3=1.4310-21cm3，1mol晶胞的體積為1.4310-21NAcm3；該化合物1mol晶胞中含4mol K3C60,則1mol晶胞的質量為4837g，所以晶體的密度為。