题目内容

13．能源的发展日益成为全世界、全人类共同关心的问题．
（1）A和B的单质单位质量的燃烧热大，可用作燃料．已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：
电离能（kJ/mol）I1I2I3I4
A8991 75714 84021 000
B7381 4517 73310 540
①请根据上述信息，写出A基态原子的核外电子排布式：1s22s2．
②某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图1所示，该同学所画的电子排布图违背了能量最低原理．
（2）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C60可用作储氢材料．
①已知金刚石中C-C键的键长为154.45pm，C60中C-C键的键长为145pm和140pm，有同学据此认为C60的熔点高于金刚石，你认为是否正确并阐述理由不正确，C60是分子晶体，熔化时不需破坏化学键．
②科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图2所示，该物质在低温时是一种超导体．该物质中K原子和C60分子的个数比为3：1．
③继C60后，科学家又合成Si60、N60，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N＞C＞Si．Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si60分子中π键的数目为30．

分析 （1）①根据A、B两原子的第二、三电离能之间都有1个突跃，它们都是短周期元素推知元素A和元素B；
②由基态外围电子排布式可知，3s能级未填满就填充3p能级，而3s能级能量比3p能级低；
（2）①根据分子晶体的熔点与共价键的键能无关分析；
②根据晶胞的分配原则计算出每个晶胞结构各离子的个数；
③同一主族元素知，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大；利用均摊法计算共价键数目．

解答 解：（1）①表中A、B两原子的第二、三电离能之间都有1个突跃，说明它们属于ⅡA族，又它们都是短周期元素，且A的第一电离能比B大，因此A为Be元素，B为Mg元素，A基态原子的核外电子排布式为1s22s2，
故答案为：1s22s2；
②由B原子的基态外围电子排布式写成了ns1np1，可知，3s能级未填满就填充3p能级，3s能级能量比3p能级低，所以违背能量最低原理，
故答案为：能量最低原理；
（2）①因为C60构成的晶体是分子晶体，影响分子晶体熔点的作用是分子间作用力；而金刚石构成的晶体是原子晶体，影响原子晶体熔点的作用是原子间共价键，共价键作用大大与分子间作用力，因此金刚石的熔点高于C60，所以尽管C60中C-C键的键能可能大于金刚石，但其熔化时并不破坏化学键，因此比较键能没有意义，
故答案：不正确，C60是分子晶体，熔化时不需破坏化学键；
②在晶胞中，K原子在面心上和C60分子在顶点和中心，则其个数比为=$\frac{6×2×\frac{1}{2}}{8×\frac{1}{8}+1}$=$\frac{3}{1}$，故答案：3：1； 
③同一主族元素知，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N＞C＞Si，Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，所以每个硅原子和其中两个硅原子形成共价单键，和另外的一个硅原子形成共价双键，所以平均每个硅原子形成π键数目为$\frac{1}{2}$×60=30，
故答案为：N＞C＞Si；30．

点评 本题主要考查了电子排布式、晶胞中原子个数的确定等知识点，利用均摊法、元素周期律来分析解答，侧重于物质结构知识的综合考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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3．设NA为阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是（　　）
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A．可吸入颗粒（例如硅酸盐粉尘）形成气溶胶，对人类健康危害极大
B．开发利用绿色能源（例如太阳能）替代化石燃料是人类可持续发展的必由之路
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1．下列说法中错误的是（　　）
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8．心酮胺是治疗冠心病的药物，它具有如下图所示的结构简式．则下列关于心酮胺的叙述不正确的是（　　）
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18．医学研究表明，姜黄素具有降血脂、抗肿瘤、抗炎、利胆、抗氧化等作用．其合成路线如下：

已知：
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ⅱ．
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请回答：
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3．某学生欲通过实验方法验证Fe2+的性质．
（1）该同学在实验前，依据Fe2+的还原性，填写了下表．
实验操作预期现象反应的离子方程式
向盛有新制FeSO4溶液的试管中滴入数滴浓硝酸，振荡试管中产生红棕色气体，溶液颜色逐渐变黄Fe2++NO3-+2H+=Fe3++NO2+H2O
依据表中操作，该同学进行实验，观察到液面上方气体逐渐变为红棕色，但试管中溶液颜色却变为深棕色．为了进一步探究溶液变为深棕色的原因，该同学进行如下实验．
（2）向原新制FeSO4溶液中反应后溶液中均加入KSCN溶液，前者不变红色，后者变红．该现象的结论是Fe2+被硝酸氧化为Fe3+．
（3）该同学通过查阅资料，认为溶液的红棕色可能是NO2或NO与溶液中Fe 2+或Fe 3+发生反应而得到的，为此他利用如图装置（气密性已检验，尾气处理装置略）进行探究．
Ⅰ．打开活塞a，关闭b，并使甲装置中反应开始后，观察到丙中溶液逐渐变为深棕色，而丁中溶液无明显变化．
Ⅱ．打开活塞b、关闭a，一段时间后再停止甲中反应．
Ⅲ．为与Ⅰ中实验进行对照，更换丙，丁后，使甲中反应继续，观察到的现象与步骤Ⅰ中相同．
①铜与足量浓硝酸反应的化学方程式是Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O；
②装置乙的作用是使NO2转化为NO；
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（4）该同学重新进行（Ⅰ）中实验，观察到了预期现象，其实验操作是向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制的FeSO4溶液，震荡．

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