Question

（12分）【化学——物质结构与性质】
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     
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所示。

①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   （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   （填化学式）；
②该石蕊易溶解于水，分析可能的原因是            ；
（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＋3_F2 Cu NF₃＋3NH₄F
上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_______(填序号)。
a．离子晶体    b．分子晶体 c．原子晶体  d．金属晶体
②金属铜采取如图所示堆积方式，可称为_____堆积，则Cu晶体中  
Cu原子的配位数为      

Answer 1

（1）a c（2分）
（2）①C  O （2分）    H₃O⁺（2分）②该石蕊分子中含有—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。（2分）
（3） ① abd （2分） ②面心立方堆积（1分）     12 （1分）

解析试题分析：（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，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，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，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°，错误；选ac；（2）①石蕊分子所含元素中，基态碳原子和氧原子的核外电子排布式分别为1s²2s²2p²、1s²2s²2p⁴,，2p轨道有两个成单电子的是C、O； 由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子是H₃O⁺；②该石蕊易溶解于水，可能的原因是该石蕊分子中含有—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）①NF₃、NH₃和F₂属于分子晶体，Cu属于金属晶体，NH₄F属于离子晶体，选abd；②金属铜的堆积方式称为面心立方堆积，则Cu晶体中Cu原子的配位数为12。
考点：考查物质结构与性质，涉及核外电子排布、杂化方式的判断、晶体结构与性质、晶胞计算。