Question

【題目】物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)。請回答下列涉及物質(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)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同，則其基態(tài)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(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鍵與π鍵的數(shù)目比為__________________。

（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沸點依次降低的原因___________________。

（5）碳化硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似(如圖所示)，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a pm，則碳化硅的密度為__________g·cm3。

Answer 1

【答案】

（1）3

（2）

（3）sp2和sp 25：1

（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(shù)：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(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素，根據(jù)電離能的變化規(guī)律，半充滿的N原子和全充滿的Be原子第一電離能要比同周期原子序數(shù)大的原子高，故第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O三種元素；

（2）元素位于第四周期VIII族，其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同，C原子的電子排布為1s22s22p2，未成對電子數(shù)為2，則該元素為Ni；

（3）在CH2=C=O中，一個碳原子的價層電子對數(shù)為3，另一個碳原子的價層電子對數(shù)為2，所以碳原子的雜化軌道類型有sp2和sp，單鍵全是σ鍵、雙鍵有一個σ鍵，1mol（C2H5O）3P＝O分子中含有的σ鍵的數(shù)目為25NA，π鍵的數(shù)目為NA，則分子中含有的σ鍵與π鍵的數(shù)目比為25:1；

（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(shù):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）碳化硅晶胞結(jié)構(gòu)中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。該晶胞中含有的碳原子個數(shù)為8 ×18+6 ×12=4 ，硅原子個數(shù)為4，則根據(jù)公式 ×ρ × N A = 4 ×40 g·mol- 1 得ρ=