Question

【題目】【化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)。請(qǐng)回答下列涉及物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)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(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對(duì)電子數(shù)相同，則其基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為_________________。

（3）乙烯酮（CH2＝C＝O）是一種重要的有機(jī)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(shù)目為__________________。

（4）已知固態(tài)NH3、H2O、HF的氫鍵鍵能和結(jié)構(gòu)如下：

解釋H2O、HF、NH3沸點(diǎn)依次降低的原因___________________。

（5）碳化硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似，其硬度僅次于金剛石，具有較強(qiáng)的耐磨性能。碳化硅晶胞結(jié)構(gòu)中每個(gè)碳原子周圍與其距離最近的硅原子有___________個(gè)，與碳原子等距離最近的碳原子有__________個(gè)。已知碳化硅晶胞邊長(zhǎng)為apm，則晶胞圖中1號(hào)硅原子和2號(hào)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(gè)氫鍵的鍵能是(HF)n>冰>(NH3)n，而平均每個(gè)分子含氫鍵數(shù)：冰中2個(gè)，(HF)n和(NH3)n只有1個(gè)，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(shù)的增大而呈增大的趨勢(shì)，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?yàn)椋篖i＜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(tài)碳原子最外層有4個(gè)電子,在2s上有2個(gè),是成對(duì)的,在2P上有兩個(gè),是未成對(duì)的,所以

基態(tài)碳未成對(duì)電子數(shù)是2，第四周期Ⅷ族有鐵咕鎳，符合題意的是鎳，其基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為3d84s2。

（3）在CH2=C=O中，一個(gè)碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為（4+2）/2=3，另一個(gè)碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)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(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)共價(jià)鍵中都含有σ鍵，所以lmol（C2H5O）3P=O分子中含有的σ鍵的數(shù)目為25 NA個(gè)。

（4）單個(gè)氫鍵的鍵能是(HF)n>冰>(NH3)n，而平均每個(gè)分子含氫鍵數(shù)：冰中2個(gè)，(HF)n和(NH3)n只有1個(gè)，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(gè)碳原子周圍與其距離最近的硅原子有4個(gè)，與碳原子等距離最近的碳原子有12個(gè)，已知碳化硅晶胞邊長(zhǎng)為apm，故1號(hào)硅原子和2號(hào)碳原子之間的距離為；碳化硅的密度為。