Question

碳族元素是形成化合物種類最多的元素．
（1）碳原子2個2p電子的運動狀態(tài)不相同的方面是

 

；C₅H_xN分子中C、N原于最外層都達到8電子穩(wěn)定結構，則x的值可能為

 

 （選填序號）．
a．10     b．11    c．13   d．15
（2）如圖是金剛石晶體的結構示意圖．則關于金剛石的描述正確的是

 

（選填序號）．
a．C-C鍵鍵角都為109°28’b．最小的環(huán)由6個C原子構成
c．可溶于非極性溶劑          d．1mol金剛石含有4mol C-C鍵
（3）以下比較錯誤的是

 

（選填序號）．
a．穩(wěn)定性SiH₄＞CH₄           b．沸點SiH₄＞CH₄
c．熔點SiC＞Si               d．鍵能C=C＞C-C
（4）NaBH₄是廣泛使用的有機反應還原劑，其中H為-1價，SiO₂為其制備原料之一．
①配平以下制備NaBH₄的化學方程式：
□Na₂B₄O₇+□Na+□SiO₂+□H₂→□NaBH₄+□Na₂SiO₃
②反應中被還原的元素為

 

．
（5）碳酸鈣是石灰石、方解石等的主要成分，可以形成“喀斯特”地貌、鐘乳和石筍，有關反應的化學方程式為

 

．
（6）若物質組成相似，可相互推算組成元素的相對原子質量．某學習小組模擬求算鍺的相對原子質量，測得了鍺酸鈉中Na和Ge的質量分數(shù)、硅酸鈉中Na和Si的質量分數(shù)，他們還需查閱的數(shù)據(jù)是

 

（選填序號）．
a．氧元素的相對原子質量    b．硅元素的相對原子質量    c．鈉元素的相對原子質量．

Answer 1

考點：氧化還原反應,元素周期律的作用,原子核外電子排布

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結構

分析：（1）同一能級的不同軌道中，其運動狀態(tài)與軌道有關；碳原子要達到8電子穩(wěn)定結構應該形成4個共價鍵，氮原子要形成8電子穩(wěn)定狀態(tài)應該形成3個共價鍵；
（2）a．金剛石中每個碳原子和其它4個碳原子形成正四面體結構；
b．最小的環(huán)由6個C原子構成；
c．根據(jù)相似相溶原理判斷；          
d．一個碳原子形成4個C-C間，據(jù)此計算1mol金剛石含有C-C鍵的物質的量；
（3）a．同一主族元素，元素的非金屬性隨著原子序數(shù)的增大而增強，元素的非金屬性越強，其氫化物越穩(wěn)定；
b．同一主族元素氫化物的沸點與其相對分子質量成正比；
c．同一類型的晶體中，晶體的熔點與其鍵長成反比；
d．在碳碳鍵中，碳碳雙鍵的鍵能小于碳碳單鍵鍵能的二倍；
（4）根據(jù)氧化還原反應中得失電子數(shù)相等配平方程式；在反應中，得電子化合價降低的元素為還原；
（5）碳酸鈣能和二氧化碳、水反應生成可溶性的碳酸氫鈣，碳酸氫鈣不穩(wěn)定，在加熱條件下，碳酸氫鈣易分解生成碳酸鈣；
（6）根據(jù)質量分數(shù)公式進行判斷．

解答： 解：（1）碳原子的兩個2p電子位于兩個不同的軌道上，其自旋方向相同，所以碳原子2個2p電子的運動狀態(tài)不相同的方面是軌道（或電子云的伸展方向）；
假設碳原子連接氮原子，氮原子在邊上為氨基，氨基含有2個氫原子，剩余的碳原子和氫原子形成烷基或烯烴基，如果形成的是烷基，則x=2+2×5+1=13，如果形成的是烯烴基，x=2+2×5-1=11，碳和氫原子還可以形成炔烴基，氫原子個數(shù)更少，故選bc，
故答案為：軌道（或電子云的伸展方向）；bc；
（2）a．金剛石中每個碳原子和其它4個碳原子形成正四面體結構，所以其鍵角為109°28′，故正確；
b．根據(jù)圖片知，最小的環(huán)由6個C原子構成，故正確；
c．二氧化硅屬于原子晶體，非極性溶劑都屬于分子晶體，根據(jù)相似相溶原理知，二氧化硅不易溶于非極性溶劑，故錯誤；          
d．一個碳原子形成4個C-C間，則1mol金剛石含有2molC-C鍵，故錯誤；
故選ab；
（3）a．同一主族元素，元素的非金屬性隨著原子序數(shù)的增大而增強，元素的非金屬性越強，其氫化物越穩(wěn)定，碳元素的非金屬性大于硅元素，所以氫化物的穩(wěn)定性SiH₄＜CH₄，故錯誤；
b．同一主族元素氫化物的沸點與其相對分子質量成正比，硅烷的相對分子質量大于甲烷，所以沸點SiH₄＞CH₄，故正確；
c．碳化硅和硅都屬于原子晶體，硅原子半徑大于碳原子，所以碳化硅的鍵長小于硅硅鍵，則碳化硅的熔點高于硅，故正確；
d．在碳碳鍵中，碳碳雙鍵的鍵能小于碳碳單鍵鍵能的二倍，所以鍵能C=C＞C-C，故正確；
故選a；
（4）①該方程式知，H元素的化合價由0價變?yōu)?1價，鈉元素的化合價由0價變?yōu)?1價，1mol鈉變?yōu)殁c離子，失去1mol電子，1mol氫氣得到2mol電子變?yōu)镠^-，再結合原子守恒配平方程式得，Na₂B₄O₇+16Na+7SiO₂+8H₂=4NaBH₄+7Na₂SiO₃，故答案為：16；7；8；4；7；
②該方程式中，得電子化合價降低的元素是0價的H元素，所以O價的H元素被還原，故答案為：0價的H；
（5）碳酸鈣能和二氧化碳、水反應生成可溶性的碳酸氫鈣，碳酸氫鈣不穩(wěn)定，在加熱條件下，碳酸氫鈣易分解生成碳酸鈣，反應方程式為：CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（ HCO₃）₂、Ca（HCO₃）₂

△   .

CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O，故答案為：CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（ HCO₃）₂、Ca（HCO₃）₂

△   .

CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
（6）根據(jù)題意知，鍺酸鈉和硅酸鈉屬于結構相似的物質，根據(jù)硅酸鈉中硅的質量分數(shù)即可知道鍺酸鈉中鍺的質量分數(shù)，測得了鍺酸鈉中Na和Ge的質量分數(shù)、硅酸鈉中Na和Si的質量分數(shù)，只要知道硅的相對原子質量即可得出鍺的相對原子質量，故選b．

點評：本題考查較綜合，涉及方程式的配平、晶體結構、分子的構成等知識點，根據(jù)氧化還原反應中得失電子相等配平方程式，以金剛石為例熟記原子晶體結構，難點是（1）題氫原子個數(shù)的計算，根據(jù)碳原子、氮原子形成共價鍵的個數(shù)采用知識遷移的方法解答，難度中等．