Question

【题目】碳及其化合物有许多用途。回答下列问题：

⑴碳元素有12C、13C和14C等核素。下列对12C基态原子结构的表示方法中，对电子运动状态描述最详尽的是_______(填标号)。

A. B．

C.1s22s22p2 D．

基态13C原子核外有________种不同空间运动状态的电子。

⑵K3[Fe(CN)6]晶体中Fe3+与CN－之间的化学键的类型为________，该化学键能够形成的原因是________。

⑶有机物是________(填“极性”或“非极性”)分子；该有机物中存在sp3杂化的原子，其对应元素的第一电离能由大到小的顺序为________。

⑷乙二胺(H2NCH2CH2NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，两者相对分子质量接近，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是________。

⑸碳酸盐中的阳离子不同，热分解温度就不同。下表为四种碳酸盐的热分解温度和金属阳离子半径：

碳酸盐	MgCO3	CaCO3	SrCO3	BaCO3
热分解温度/℃	402	900	1172	1360
金属阳离子半径/pm	66	99	112	135

随着金属阳离子半径的增大，碳酸盐的热分解温度逐步升高，原因是________。

⑹石墨的晶体结构和晶胞结构如图所示。已知石墨的密度为ρgcm-3，C—C键长为γ cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则石墨晶体的层间距为________cm。

Answer 1

【答案】D 6 配位键 Fe3+提供空轨道，CN－提供孤电子对形成配位键 极性 N > O > C 乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键 碳酸盐在热分解过程中，晶体中的金属阳离子与CO32－中的氧原子接合，使CO32－分解为CO2。当金属阳离子所带电荷数相同时，阳离子半径越大，其结合CO32－中的氧原子的能力就越弱，对应的碳酸盐就越难分解，所需热分解温度就越高

【解析】

⑴碳元素有12C、13C和14C等核素，作为同位素，质子数一样，核外电子排布一样，C原子核外电子排布为1s22s22p2，对电子运动状态描述最详尽的是轨道表达式，基态13C原子核外有6种不同空间运动状态的电子。

⑵ Fe3+与CN－之间的化学键类型为配位键，Fe3+有空轨道，能接受孤对电子，CN－提供孤对电子，所以能形成配位键。

⑶有机物是极性分子，第一电离能增大趋势，但有特殊。

⑷乙二胺分子间可以形成氢键。

⑸碳酸盐在热分解过程中，当金属阳离子所带电荷数相同时，阳离子半径越大，其结合CO32－中的氧原子的能力就越弱，对应的碳酸盐就越难分解，所需热分解温度就越高。

⑹根据石墨的晶胞结构，先求底面积，求出C原子数目，根据密度等于质量除以体积进行计算。

⑴碳元素有12C、13C和14C等核素，作为同位素，质子数一样，核外电子排布一样，C原子核外电子排布为1s22s22p2，轨道式为如图所示：，则在基态14C原子中，对电子运动状态描述最详尽的是D，基态13C原子核外有6种不同空间运动状态的电子；故答案为：D；6。

⑵K3[Fe(CN)6]晶体中Fe3+与CN－之间的化学键类型为配位键，Fe3+有空轨道，能接受孤对电子，CN－提供孤对电子，所以能形成配位键；故答案为：配位键；Fe3+提供空轨道，CN－提供孤电子对形成配位键。

⑶有机物是极性分子，化合物中O、N、C三种原子的杂化轨道形成均为sp3，其对应元素的第一电离能由大到小的顺序为：N > O > C；故答案为：极性；N > O > C。

⑷乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键；故答案为：乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键。

⑸碳酸盐在热分解过程中，晶体中的金属阳离子与CO32－中的氧原子接合，使CO32－分解为CO2。当金属阳离子所带电荷数相同时，阳离子半径越大，其结合CO32－中的氧原子的能力就越弱，对应的碳酸盐就越难分解，所需热分解温度就越高；故答案为：碳酸盐在热分解过程中，晶体中的金属阳离子与CO32－中的氧原子接合，使CO32－分解为CO2。当金属阳离子所带电荷数相同时，阳离子半径越大，其结合CO32－中的氧原子的能力就越弱，对应的碳酸盐就越难分解，所需热分解温度就越高。

⑹根据石墨的晶胞结构，设晶胞的底边长为acm，晶胞的高为h cm，层间距为d cm，则h=2d，底面图为，则，可得，则底面面积为，晶胞中C原子数目为，晶胞质量为，则，整理可得；故答案为：。