Question

【题目】元素及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用，回答下列问题：

(1)参照下图 B、F 元素的位置，依据第二周期元素第一电离能的变化规律，用小黑点标出 C、N、O 三 种元素的相对位置。

(2)碳的一种单质的结构如图(a)所示，则碳原子的杂化轨道类型为_________________ 。

(3)二卤化铅 PbX2 的熔点如图(b)所示，可推断：依 F、Cl、Br、I 次序，PbX2 中的化学键 的离子性_____( 填“增 强”、“ 不变”或“减弱”， 下 同 )， 共价性_____。

(4)NH3 和 F2 在 Cu 催化下可发生反应 4NH3+3F2 NF3+3NH4F，化学方程式中的 5 种物质所属的晶体 类型有_____(填序号)。写出基态铜原子的价电子排布式_____。

a.离子晶体 b.分子晶体 c.原子晶体 d.金属晶体

(5)BF3 与一定量水形成(H2O)2·BF3 晶体 Q，Q 在一定条件下可转化为 R：晶体 R 中含有的化学键包 括_____。

(6)水杨酸第一级电离形成离子，相同温度下，水杨酸的 Ka2____________________________苯酚

()的 Ka(填“>”“ =”或“<”)，其原因是______________。

(7)碳的另一种单质 C60 可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图(c)所示，K 位于立方体的棱上和 立方体的内部，此化合物的化学式为____________；其晶胞参数为 1.4 nm，阿伏加德罗常数用 NA 表 示，则晶体的密度为________________g·cm-3。(只需列出式子)

Answer 1

【答案】sp2减弱增强abd3d104s1离子键、共价键、配位键＜中形成分子内氢键，使其更难电离出 H+K3C60

【解析】

（1）根据同周期从左到右元素的第一电离能呈增大的趋势。N的价电子排布为2s22p3.，呈半充满状态比较稳定，所以第一电离能有小到大的排列为：B<C<O<N<F，所以答案为：

(2)由碳的一种单质的结构如图(a)所示，知该单质为石墨，石墨属于混合晶型，根据图a知每个碳原子形成3键，碳原子上没有孤对电子，碳原子的杂化轨道类型为sp2杂化。答案为：sp2。

(3)二卤化铅 PbX2 的熔点图所示，由图可知PbX2 的熔点依 F、Cl、Br、I 次序，先减小后增大，同主族由上到下元素的非金属性逐渐减弱，说明PbX2 依 F、Cl、Br、I 次序，PbX2中的化学键的离子性逐渐减弱，共价性逐渐增强。答案：减弱 增强。

(4)NH3 、NF3属于共价化合物，而 F2 属于非金属单质，所以NH3 、NF3、F2属于分子晶体，NH4F属于离子化合物，属于离子晶体， Cu 属于金属是金属晶体，所以4NH3+3F2 NF3+3NH4F，化学方程式中的 5 种物质所属的晶体类型有abd,答案：abd,。铜属于29号元素，核外有29个电子，所以基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,基态铜原子的价电子排布式3d104s1。

(5)根据R的结构，R中阴阳离子间为离子键，中的阴、阳离子中都存在着共价键和配位键，故晶体R中含有的化学键为离子键、共价键、配位键。答案：离子键、共价键、配位键。

(6)因为 中可形成分子内氢键，使其更难电离出H+，所以相同温度下，水杨酸的Ka2小于的Ka。答案：＜ 中形成分子内氢键，使其更难电离出 H+ 。

(7) 用均摊法求解。由图中信息可知，1个晶胞中含K的数目为12+9=12，含 C60的数目为8+6=4，K与C60的个数比为12:4=3:1，故此化合物的化学式为K3C60。1个晶胞的体积为 (1.4nm)3=1.4310-21cm3，1mol晶胞的体积为1.4310-21NAcm3；该化合物1mol晶胞中含4mol K3C60,则1mol晶胞的质量为4837g，所以晶体的密度为。