Question

【題目】C、H、O、N 是構成生命的基本元素，是中學化學研究的重要內容之一。

(1)對碳原子核外兩個未成對電子的描述，正確的是_____

A. 電子云形狀不同

B. 自旋方向相同

C. 能量不同

D. 在同一軌道

(2)C、O、N 三種元素第一電離能由大到小的順序是_____

(3)HCHO 分子中碳原子軌道的雜化類型是_____，福爾馬林(HCHO 的水溶液)，HCHO 極易與水互溶的主要原因是_____

(4)在有機銀鏡反應實驗中其中一種反應物是配合物，寫出此配合物離子的結構簡式_____，提供孤電子對的成鍵原子是_____。

(5)如圖是金剛石晶胞，每個碳原子的配位數是_____；每個晶胞中含有的碳原子個數是_____；若晶胞的邊長是anm，該晶胞中兩個碳原子之間的最短距離為_____nm。

Answer 1

【答案】B N＞O＞C sp2 HCHO與水分子間存在氫鍵 [Ag(NH3)2]+ N 4 8 a

【解析】

(1)碳原子的電子排布式為1s22s22p2，結合核外電子的排布規律分析判斷；

(2)C、O、N都是第二周期非金屬元素，同一周期元素，自左而右，第一電離能呈增大趨勢，結合N元素原子2p能級是半滿狀態分析排序；

(3)根據甲醛中的成鍵來分析碳原子的雜化類型，結合氫鍵對物質性質的影響分析解答；

(4)銀鏡反應實驗中的反應物屬于配合物的是Ag(NH3)2OH，據此分析解答；

(5)根據金剛石的晶胞結構結合均攤法計算晶胞中含有的碳原子數；晶胞中兩個碳原子之間的最短距離為晶胞體對角線的，據此計算。

(1)A、碳原子核外兩個未成對電子，都屬于2p能級，p能級沿x、y、z軸的方向電子云密度大，呈現啞鈴型，則電子云形狀相同，故A錯誤；B、p能級又分x、y、z三個相互垂直的軌道，電子優先占據不同軌道，并且自旋方向相同，所以碳原子核外兩個未成對電子，自旋方向相同，故B正確；C、碳原子核外兩個未成對電子，都屬于2p能級，能量相同，故C錯誤； D、p能級又分x、y、z三個相互垂直的軌道，電子優先占據不同軌道，所以碳原子核外兩個未成對電子，不在同一軌道，故D錯誤；故答案為：B。

(2)C、O、N都是第二周期非金屬元素，同一周期元素，自左而右，第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級是半滿的穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C，故答案為：N＞O＞C；

(3)甲醛分子中含有碳氧雙鍵，1個甲醛分子中含有2個碳氫σ鍵，1個碳氧σ鍵，共有3個σ鍵，則碳原子軌道的雜化類型為sp2雜化；福爾馬林是HCHO的水溶液，HCHO與水分子間存在氫鍵使得HCHO極易與水互溶，故答案為：sp2；HCHO與水分子間存在氫鍵；

(4)有機物的銀鏡反應實驗中的反應物屬于配合物的是Ag(NH3)2OH，配合物離子的結構簡式為[Ag(NH3)2]+，NH3為配體，N原子中含有孤電子對，因此提供孤電子對的成鍵原子是N，故答案為：[Ag(NH3)2]+；N；

(5)根據圖示，在金剛石晶胞中，每個碳原子周圍有4個碳原子，碳原子的配位數是4；每個晶胞中含有的碳原子個數是8×+6×+4=8；晶胞中兩個碳原子之間的最短距離為晶胞體對角線的，因此最短距離為anm，故答案為：4；8；a。