Question

【题目】【化学——选修3：物质结构与性质】

物质的结构决定物质的性质。请回答下列涉及物质结构和性质的问题：

（1）第二周期中，元素的第一电离能处于B与N之间的元素有_________种。

（2）某元素位于第四周期Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为_________________。

（3）乙烯酮（CH2＝C＝O）是一种重要的有机中间体，可用CH3COOH在（C2H5O）3P＝O存在下加热脱H2O得到。乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型是_____________，1mol（C2H5O）3P＝O分子中含有的σ键的数目为__________________。

（4）已知固态NH3、H2O、HF的氢键键能和结构如下：

解释H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因___________________。

（5）碳化硅的结构与金刚石类似，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能。碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有___________个，与碳原子等距离最近的碳原子有__________个。已知碳化硅晶胞边长为apm，则晶胞图中1号硅原子和2号碳原子之间的距离为________pm，碳化硅的密度为__________g／cm3。

Answer 1

【答案】（1）3

（2）3d84s2

（3）sp2和sp 25NA

（4）单个氢键的键能是(HF)n>冰>(NH3)n，而平均每个分子含氢键数：冰中2个，(HF)n和(NH3)n只有1个，气化要克服的氢键的总键能是冰>(HF)n>(NH3)n

（5）4 12

【解析】

试题分析： （1）同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第ⅡA元素第一电离能大于第ⅢA元素，第ⅤA族的第一电离能大于第ⅥA族元素，所以第二周期中第一电离能顺序为：Li＜B＜Be＜C＜O＜N，第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素。

（2）基态碳原子最外层有4个电子,在2s上有2个,是成对的,在2P上有两个,是未成对的,所以

基态碳未成对电子数是2，第四周期Ⅷ族有铁咕镍，符合题意的是镍，其基态原子的价层电子排布式为3d84s2。

（3）在CH2=C=O中，一个碳原子的价层电子对数为（4+2）/2=3，另一个碳原子的价层电子对数为4/2=2，所以碳原子的杂化轨道类型有sp2和sp，（C2H5O）3P=O分子中共有25个共价键，每个共价键中都含有σ键，所以lmol（C2H5O）3P=O分子中含有的σ键的数目为25 NA个。

（4）单个氢键的键能是(HF)n>冰>(NH3)n，而平均每个分子含氢键数：冰中2个，(HF)n和(NH3)n只有1个，气化要克服的氢键的总键能是冰>(HF)n>(NH3)n。

（5）由碳化硅的晶胞可知，每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有4个，与碳原子等距离最近的碳原子有12个，已知碳化硅晶胞边长为apm，故1号硅原子和2号碳原子之间的距离为；碳化硅的密度为。