物质的结构决定性质.性质反映其结构特点．(1)金刚石和石墨是碳元素的两种常见单质.下列叙述中正确的有aca．金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化.石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化b．晶体中共价键的键长:金刚石中C-C＜石墨中C-Cc．晶体的熔点:金刚石＜石墨 d．晶体中共价键的键角:金刚石＞石墨(2)某石蕊的分子结构如图1所示．①石蕊� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

16．物质的结构决定性质，性质反映其结构特点．
（1）金刚石和石墨是碳元素的两种常见单质，下列叙述中正确的有ac
a．金刚石中碳原子的杂化类型为sp³杂化，石墨中碳原子的杂化类型为sp²杂化
b．晶体中共价键的键长：金刚石中C-C＜石墨中C-C
c．晶体的熔点：金刚石＜石墨
d．晶体中共价键的键角：金刚石＞石墨
（2）某石蕊的分子结构如图1所示．

①石蕊分子所含元素中，第一电离能由小到大的顺序是C＜H＜O＜N，基态原子2p轨道有两个成单电子的是C、O（填元素符号）；由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子是H₃O⁺（填化学式）；
②该石蕊易溶解于水，分析可能的原因是石蕊分子中含有-OH和-NH₂，均能与H₂O形成氢键；由结构知，该分子为极性分子，根据相似相溶原理，易溶于水；
（3）铜及其合金是人类最早使用的金属材料．
①NF₃可由NH₃和F₂在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH₃+3F₂$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+3NH₄F，上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有abd（填序号）．
a．离子晶体 b．分子晶体 c．原子晶体 d．金属晶体，
②NF₃与NH₃均为三角锥形，但前者键角小于后者，原因是电负性：氟＞氮＞氢，NF₃中共用电子对更偏向氟，排斥力小于NH₃
③周期表中铜的相邻元素的晶体结构如图2甲，则其一个晶胞中含有6个该原子，金属铜采取如图2乙所示堆积方式，可称为面心立方最密堆积．

分析（1）a．根据碳原子形成的σ键个数确定原子杂化方式；
bc、sp²杂化中，s轨道的成分比sp³杂化更多，而且石墨的碳原子还有大π键所以形成的共价键更短，更牢固，即石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短，作用力更大，破坏化学键需要更大能量；
d、金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键，构成正四面体，石墨中的碳原子用sp²杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合，形成正六角形的平面层状结构；
（2）①石蕊分子所含元素N、O、C、H，根据元素周期律，同周期元素从左向右第一电离能增大，但第ⅤA族的元素由于最外层处于半满状态，是一种稳定结构，所以第一电离能高于相邻的同周期其它元素；石蕊分子所含元素中，基态原子2p轨道有两个成单电子的是C或O元素；由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子中价层电子对个数是4且含有一个孤电子对；
②氢键的存在导致物质的溶解性增大，再结合相似相溶原理分析；
（3）①根据物质的构成微粒确定晶体类型；
②根据电负性判断共价键之间的排斥力大小，进而确定键角的大小；
③根据甲晶胞的结构图，利用均摊法计算晶胞所含原子数，根据金属铜晶胞的结构图判断堆积方式．

解答解：（1）a、金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键，构成正四面体，碳原子的杂化类型为sp³杂化；石墨中的碳原子与相邻的三个碳原子以σ键结合，形成平面正六边形结构，碳原子的杂化类型为sp²杂化，故a正确；
b、sp²杂化中，s轨道的成分比sp³杂化更多，而且石墨的碳原子还有大π键所以形成的共价键更短，更牢固，即石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短，故b错误；
c、石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短，作用力更大，破坏化学键需要更大能量，所以晶体的熔点金刚石＜石墨，故c正确；
d、金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键，构成正四面体，键角为109°28′，石墨中的碳原子用sp²杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合，形成正六角形的平面层状结构，键角为120°，故d错误；
故选a c；
（2）①石蕊分子所含元素N、O、C、H，根据元素周期律，同周期元素从左向右第一电离能增大，但第ⅤA族的元素由于最外层处于半满状态，是一种稳定结构，所以第一电离能高于相邻的同周期其它元素，所以N、O、C、H第一电离能由小到大的顺序是C＜H＜O＜N，石蕊分子所含元素中，基态原子2p轨道有两个成单电子的是C、O元素；由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子中价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，该微粒为H₃O⁺，
故答案为：C＜H＜O＜N；C、O；H₃O⁺；
②石蕊分子中含有-OH和-NH₂，均能与H₂O形成氢键，氢键的存在导致物质的溶解性增大；由结构知，该分子为极性分子，根据相似相溶原理，石蕊易溶于水，
故答案为：石蕊分子中含有-OH和-NH₂，均能与H₂O形成氢键；由结构知，该分子为极性分子，根据相似相溶原理，易溶于水；
（3）①NH₃、F₂、NF₃的构成微粒为分子，Cu的构成微粒是金属阳离子和自由电子，NH₄F的构成微粒是阴阳离子，所以这几种物质中NH₃、F₂、NF₃为分子晶体，Cu为金属晶体，NH₄F为离子晶体，
故选abd；
②由于电负性：氟＞氮＞氢，NF₃中共用电子对更偏向氟，排斥力小于NH₃，所以NF₃的键角小于NH₃的键角，
故答案为：电负性：氟＞氮＞氢，NF₃中共用电子对更偏向氟，排斥力小于NH₃；
③根据甲晶胞的结构图，利用均摊法可知晶胞所含原子数为$12×\frac{1}{6}+2×\frac{1}{2}+3$=6，根据金属铜晶胞的结构图可知，铜原子分布在晶胞立方体的顶点和面心上，所以堆积方式为面心立方最密堆积，
故答案为：6；面心立方最密；