Question

C和Si元素在化學(xué)中占有極其重要的地位．
（1）寫出Si的基態(tài)原子核外電子排布式

1s²2s²2p⁶3s²3p²

．從電負(fù)性角度分析，C、Si和O元素的非金屬活潑性由強(qiáng)至弱的順序為

O＞C＞Si

．
（2）SiC的晶體結(jié)構(gòu)與晶體硅的相似，其中C原子的雜化方式為

sp³

，微粒間存在的作用力是

共價鍵

．
（3）氧化物MO的電子總數(shù)與SiC的相等，則M為

Mg

（填元素符號），MO是優(yōu)良的耐高溫材料，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似，MO的熔點比CaO的高，其原因是

Ca²⁺的離子半徑大于Mg²⁺，MgO的晶格能大

．
（4）C、Si為同一主族的元素，CO₂和SiO₂化學(xué)式相似，但結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有很大不同．CO₂中C與O原子間形成σ鍵和π鍵，SiO₂中Si與O原子間不形成上述π健．從原子半徑大小的角度分析，為何C、O原子間能形成，而Si、O原子間不能形成上述π健

Si、O原子間距離較大，p-p軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩(wěn)定的π鍵

．
（5）有A、B、C三種物質(zhì)，每個分子中都各有14個電子，其中A的分子屬于非極性分子，且只有非極性鍵；B的分子也屬于非極性分子，但既有非極性鍵，又有極性鍵；C的分子屬于極性分子．則可推出：A的電子式是

，B的結(jié)構(gòu)式是

H-C≡C-H

．
（6）已知Si-Si鍵能為176kJ/mol，Si-O鍵能為460kJ/mol，O=O鍵能為497.3kJ/mol．則可計算出1mol硅與足量氧氣反應(yīng)時將放出

=-990.7

kJ的熱量．

Answer 1

分析：（1）Si原子核外共14個電子，按照能量最低原則書寫電子排布式；元素周期表中主族元素越靠右、越靠上電負(fù)性越大，F(xiàn)的電負(fù)性最大（為4.0）；
（2）晶體硅中一個硅原子周圍與4個硅原子相連，呈正四面體結(jié)構(gòu)，所以雜化方式是sp³；非金屬原子之間形成的化學(xué)鍵為共價鍵；
（3）根據(jù)電子總數(shù)判斷M的原子序數(shù)，進(jìn)而確定元素符號；從影響離子晶體熔沸點高低的因素分析二者熔沸點的高低；
（4）Si的原子半徑較大，Si、O原子間距離較大，p-p軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩(wěn)定的π鍵．
（5）有A、B、C三種物質(zhì)，每個分子中都各有14個電子，其中A的分子屬于非極性分子，且只有非極性鍵，則A分子為同種元素形成的分子，所以A是氮氣；B的分子也屬于非極性分子，但既有非極性鍵，又有極性鍵，B為乙炔；C的分子屬于極性分子，C是CO；
（6）1mol晶體硅中含有1mol×4×

1

2

=2molSi-Si鍵，二氧化硅晶體中每個Si原子形成4個Si-O鍵，1mol二氧化硅晶體中含有4molSi-O鍵，反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，據(jù)此計算．

解答：解：（1）Si是14號元素，Si原子核外共14個電子，按照能量最低原則電子先填入能量最低的1s軌道，填滿后再依次填入能量較高的軌道；其電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p²；從電負(fù)性的角度分析，O和C位于同一周期，非金屬性O(shè)強(qiáng)于C；C和Si為與同一主族，C的非金屬性強(qiáng)于Si，故由強(qiáng)到弱為O＞C＞Si，
故答案為；1s²2s²2p⁶3s²3p²； O＞C＞Si；
（2）SiC中Si和C原子均形成四個單鍵，故其為sp³雜化；非金屬原子之間形成的化學(xué)鍵全部是共價鍵，
故答案為：sp³；共價鍵；
（3）MO和SiC的電子總數(shù)相等，故含有的電子數(shù)為20，則M含有12個電子，即Mg；晶格能與所組成離子所帶電荷成正比，與離子半徑成反比，MgO與CaO的離子電荷數(shù)相同，Mg²⁺半徑比Ca²⁺小，MgO晶格能大，熔點高；故答案為：Mg；Mg²⁺半徑比Ca²⁺小，MgO晶格能大；
（4）CO₂晶體是分子晶體，其中C的原子半徑較小，C、O原子能充分接近，p-p軌道肩并肩重疊程度較大，形成穩(wěn)定的π鍵；而Si原子半徑較大，Si、O原子間距離較大，p-p軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩(wěn)定的π鍵，
故答案為：Si的原子半徑較大，Si、O原子間距離較大，p-p軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩(wěn)定的π鍵．
（5）有A、B、C三種物質(zhì)，每個分子中都各有14個電子，其中A的分子屬于非極性分子，且只有非極性鍵，則A分子為同種元素形成的分子，所以A是氮氣；B的分子也屬于非極性分子，但既有非極性鍵，又有極性鍵，B為乙炔；C的分子屬于極性分子，C是CO，所以A的電子式為，B的結(jié)構(gòu)式為：H-C≡C-H，
故答案為：，H-C≡C-H；
（6）1mol晶體硅中含有1mol×4×

1

2

=2molSi-Si鍵，二氧化硅晶體中每個Si原子形成4個Si-O鍵，1mol二氧化硅晶體中含有4molSi-O鍵，反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，所以Si（s）+O₂（g）=SiO₂（s）中，△H=176kJ/mol×2mol+497.3kJ/mol-460kJ/mol×4=-990.7 kJ/mol，
故答案為：-990.7．

點評：考查鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系、電子式、結(jié)構(gòu)式、核外電子排布式的書寫等知識點，注意1mol晶體硅中Si-Si鍵、1mol二氧化硅晶體中Si-O鍵的物質(zhì)的量，為易錯點．