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+3F2NF3+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1.4nm，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 abd 3d104s1 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】試題分析：本題考查第一電離能的比較、價電子排布式的書寫、雜化方式的判斷、熔點高低的比較、晶體類型和化學鍵的判斷、氫鍵對物質性質的影響、晶胞的分析和計算。

（1）根據同周期從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢，N的價電子排布式為2s22p3，處于半滿較穩定，第一電離能：BCONF，答案為：。

（2）該單質為石墨，石墨屬于混合型晶體，根據圖a，每個碳原子形成3個σ鍵，碳原子上沒有孤電子對，碳原子的雜化軌道類型為sp2雜化。

（3）由圖b可見，PbX2的熔點依F、Cl、Br、I的順序先減小后增大，且PbF2的熔點最高；同主族從上到下元素的非金屬性減弱，說明依F、Cl、Br、I的順序，PbX2中的化學鍵的離子性減弱，共價性增強。

（4）NH3、F2、NF3屬于分子晶體，Cu屬于金屬晶體，NH4F屬于離子晶體，答案選abd。Cu原子核外有29個電子，基態Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，基態Cu原子的價電子排布式為3d104s1。

（5）根據R的結構，R中陰、陽離子間為離子鍵，H3O+、中都存在共價鍵和配位鍵，晶體R中含有的化學鍵為離子鍵、共價鍵、配位鍵。

（6）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苯酚的Ka。

（7）用“均攤法”，1個晶胞中含K：12+9=12，C60：8+6=4，K與C60的個數比為12:4=3:1，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晶體的體積為1.4310-214NA cm3，1mol晶體的質量為837g，晶體的密度為837g（1.4310-214NA cm3）=g/cm3。