Question

元素H、C、N、O、F都是重要的非金属元素，Fe、Cu是应用非常广泛的金属．
（1）Fe元素基态原子的核外电子排布式为

 

．
（2）C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数 比为

 

（3）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为（用元素符号表示）

 

（3）在测定HF的相对分子质量时，实验测得值一般高于理论值，其主要原因是

 

（5）C、N两元素形成的化合物C₃N₄形成的原子晶体，结构类似 金刚石，甚至硬度超过金刚石，其原因是

 

（6）如图为石墨晶胞结构示意图，该晶胞中含有C原子的个数为

 

．

Answer 1

分析：（1）Fe是26元素，核外电子数为26，根据核外电子排布规律书写；
（2）C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该烃分子式为C₂H₄，分子中含有4个C-H、1个C=C双键，双键为1个σ键、1π键；
（3）同周期自左而右元素第一电离能呈增大趋势，但N元素原子的2p能级含有3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，失去第1个电子需要的能量较大；
（4）F元素电负性很大，分子之间形成氢键，以形成缔合分子；
（5）原子晶体中化学键键长越短，键能越大，化学键越稳定；
（6）由石墨晶胞结构可知，∠bab′=60°，∠aba′=120°，故顶点a相应位置碳原子为12个晶胞共用，顶点b相应位置为棱上碳原子为6个晶胞共用，面上为2个晶胞共用，晶胞内部含有1个碳原子，ad相应棱上碳原子为6个晶胞共用，bc相应棱上碳原子为3个晶胞共用，利用相应物质均摊法计算．

解答：解：（1）Fe是26元素，核外电子数为26，态原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（2）C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该烃分子式为C₂H₄，分子中含有4个C-H、1个C=C双键，双键为1个σ键、1π键，故该分子中σ键与π键的个数比为5：1，
故答案为：5：1；
（3）同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，N元素原子的2p能级有3个电子，为半满稳定状态，能量降低，失去第一个电子需要的能量较高，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C，
故答案为：N＞O＞C；
（4）F元素电负性很大，分子之间形成氢键，以形成缔合分子（HF）_n，实验测得HF的相对分子质量一般高于理论值，
故答案为：F元素电负性很大，分子之间形成氢键，以形成缔合分子（HF）_n；
（5）N原子半径小于C原子半径，键长C-N＜C-C，故在C₃N₄形成的原子晶体中C-N键能更大，故其硬度超过金刚石，
故答案为：N原子半径小于C原子半径，键长C-N＜C-C，C-N键能更大；
（6）由石墨晶胞结构可知，∠bab′=60°，∠aba′=120°，故顶点a相应位置碳原子为12个晶胞共用，顶点b相应位置为棱上碳原子为6个晶胞共用，面上为2个晶胞共用，晶胞内部含有1个碳原子，ad相应棱上碳原子为6个晶胞共用，bc相应棱上碳原子为3个晶胞共用，故晶胞中含有的AC原子数目为：
4×

1

12

+4×

1

6

+2×

1

2

+1+2×

1

6

+2×

1

3

=4，故答案为：4．

点评：本题考查核外电子排布规律、电离能、氢键、晶体性质、晶胞计算等，难度中等，（6）中碳原子数目计算为难点、易错点，学生容易按立方体进行计算，但不影响计算结果，要考虑石墨层为正六边形结构，确定图中上下面不是矩形．