Question

【題目】【化學——選修3：物質結構與性質】

物質的結構決定物質的性質。請回答下列涉及物質結構和性質的問題：

（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，其基態原子的未成對電子數與基態碳原子的未成對電子數相同，則其基態原子的價層電子排布式為_________________。

（3）乙烯酮（CH2＝C＝O）是一種重要的有機中間體，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鍵的數目為__________________。

（4）已知固態NH3、H2O、HF的氫鍵鍵能和結構如下：

解釋H2O、HF、NH3沸點依次降低的原因___________________。

（5）碳化硅的結構與金剛石類似，其硬度僅次于金剛石，具有較強的耐磨性能。碳化硅晶胞結構中每個碳原子周圍與其距離最近的硅原子有___________個，與碳原子等距離最近的碳原子有__________個。已知碳化硅晶胞邊長為apm，則晶胞圖中1號硅原子和2號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sp 25NA

（4）單個氫鍵的鍵能是(HF)n>冰>(NH3)n，而平均每個分子含氫鍵數：冰中2個，(HF)n和(NH3)n只有1個，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的增大而呈增大的趨勢，但第ⅡA元素第一電離能大于第ⅢA元素，第ⅤA族的第一電離能大于第ⅥA族元素，所以第二周期中第一電離能順序為：Li＜B＜Be＜C＜O＜N，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）基態碳原子最外層有4個電子,在2s上有2個,是成對的,在2P上有兩個,是未成對的,所以

基態碳未成對電子數是2，第四周期Ⅷ族有鐵咕鎳，符合題意的是鎳，其基態原子的價層電子排布式為3d84s2。

（3）在CH2=C=O中，一個碳原子的價層電子對數為（4+2）/2=3，另一個碳原子的價層電子對數為4/2=2，所以碳原子的雜化軌道類型有sp2和sp，（C2H5O）3P=O分子中共有25個共價鍵，每個共價鍵中都含有σ鍵，所以lmol（C2H5O）3P=O分子中含有的σ鍵的數目為25 NA個。

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

（5）由碳化硅的晶胞可知，每個碳原子周圍與其距離最近的硅原子有4個，與碳原子等距離最近的碳原子有12個，已知碳化硅晶胞邊長為apm，故1號硅原子和2號碳原子之間的距離為；碳化硅的密度為。