Question

（12分）【化學——物質結構與性質】
物質的結構決定性質，性質反映其結構特點。
（1）金剛石和石墨是碳元素的兩種常見單質，下列敘述中正確的有     
a．金剛石中碳原子的雜化類型為sp³雜化，石墨中碳原子的雜化類型為sp²雜化；
b．晶體中共價鍵的鍵長：金剛石中C—C<石墨中C—C;
c．晶體的熔點：金剛石< 石墨
d．晶體中共價鍵的鍵角：金剛石>石墨
（2）某石蕊的分子結構如圖所示。

①石蕊分子所含元素中，基態原子2p軌道有兩個成單電子的是   （填元素符號）； 由其中兩種元素形成的三角錐構型的一價陽離子是   （填化學式）；
②該石蕊易溶解于水，分析可能的原因是            ；
（3）銅及其合金是人類最早使用的金屬材料。
①NF₃可由NH₃和F₂在Cu催化劑存在下反應直接得到：4NH₃＋3_F2 Cu NF₃＋3NH₄F
上述化學方程式中的5種物質所屬的晶體類型有_______(填序號)。
a．離子晶體    b．分子晶體 c．原子晶體  d．金屬晶體
②金屬銅采取如圖所示堆積方式，可稱為_____堆積，則Cu晶體中  
Cu原子的配位數為      

Answer 1

（1）a c（2分）
（2）①C  O （2分）    H₃O⁺（2分）②該石蕊分子中含有—OH和—NH₂，均能與H₂O形成氫鍵；由結構知，該分子為極性分子，根據相似相溶原理，易溶于水。（2分）
（3） ① abd （2分） ②面心立方堆積（1分）     12 （1分）

試題分析：（1）a．金剛石中碳原子與四個碳原子形成4個共價單鍵，構成正四面體，碳原子的雜化類型為sp³雜化；石墨中的碳原子與相鄰的三個碳原子以σ鍵結合，形成平面正六邊形結構，碳原子的雜化類型為sp²雜化，正確；b．sp²雜化中，s軌道的成分比sp³雜化更多，而且石墨的碳原子還有大π鍵所以形成的共價鍵更短，更牢固，即石墨的層內共價鍵鍵長比金剛石的鍵長短，錯誤；c．石墨的層內共價鍵鍵長比金剛石的鍵長短，作用力更大，破壞化學鍵需要更大能量，所以晶體的熔點金剛石＜石墨，正確；d．金剛石中碳原子與四個碳原子形成4個共價單鍵，構成正四面體，鍵角為109°28′，石墨中的碳原子用sp²雜化軌道與相鄰的三個碳原子以σ鍵結合，形成正六角形的平面層狀結構，鍵角為120°，錯誤；選ac；（2）①石蕊分子所含元素中，基態碳原子和氧原子的核外電子排布式分別為1s²2s²2p²、1s²2s²2p⁴,，2p軌道有兩個成單電子的是C、O； 由其中兩種元素形成的三角錐構型的一價陽離子是H₃O⁺；②該石蕊易溶解于水，可能的原因是該石蕊分子中含有—OH和—NH₂，均能與H₂O形成氫鍵；由結構知，該分子為極性分子，根據相似相溶原理，易溶于水；（3）①NF₃、NH₃和F₂屬于分子晶體，Cu屬于金屬晶體，NH₄F屬于離子晶體，選abd；②金屬銅的堆積方式稱為面心立方堆積，則Cu晶體中Cu原子的配位數為12。