Question

8．苯是一种石油化工基本原料，也是最简单的芳烃．苯分子中的一个氢原子分别被甲基、羟基、氨基取代生成的化合物是甲苯、苯酚和苯胺．
请回答下列问题：
（1）组成上述物质的H、C、N、O四种元素中，基态氧原子的电子排布式是1s²2s²2p⁴；用轨道表示式表示基态碳原子外围电子排布2s²2p²．
（2）下列叙述不正确的是BD．
A．氮、氧两种元素基态原子的核外电子排布中电子占据的原子轨道相同
B．元素第一电离能：H＜C＜N＜O
C．元素的电负性：H＜C＜N＜O
D．甲苯溶于苯，苯胺晶体溶于苯都只与范德华力有关
（3）下列物质中，只含有极性键的分子是BF，同时存在σ键和π键的分子是ACDF．
A．N₂     B．CH₄       C．C₆H₆    D．C₆H₅OHE．C₆H₅ONa        F．CO₂        G．C₆H₅NH₃Cl
（4）晶体苯的晶胞结构与干冰相似（图为干冰晶胞结构模型）．晶体苯晶胞边长为a cm，每个晶胞中含有4个苯分子，晶体苯密度是$\frac{4×78}{{N}_{A}{a}^{3}}$g•cm^-3．（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为N_A）

Answer 1

分析 （1）氧是8号元素，根据核外电子排布规律书写基态氧原子的电子排布式；碳是6号元素，外围有4个电子，据此书写基态碳原子外围电子排布；
（2）A．氮的基态原子的核外电子排布为1s²2s²2p³，氧元素基态原子的核外电子排布为1s²2s²2p⁴；
B．氮原子核外最外层是半满结构，是一种稳定结构，所以元素第一电离能：N＞O；
C．元素的非金属性越强，元素的电负性越大，所以电负性：H＜C＜N＜O；
D．苯胺晶体溶于苯不公与范德华力有关，还与氢键有关；
（3）不同原子之间形成的供价键是极性键，双键或参键中含有σ键和π键，据此判断；
（4）根据均摊法，晶体中含有苯分子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，根据$ρ=\frac{m}{V}$计算苯的密度．

解答 解：（1）氧是8号元素，根据核外电子排布规律可知基态氧原子的电子排布式为1s²2s²2p⁴，碳是6号元素，外围有4个电子，基态碳原子外围电子排布为2s²2p²，
故答案为：1s²2s²2p⁴；2s²2p²；
（2）A．氮的基态原子的核外电子排布为1s²2s²2p³，氧元素基态原子的核外电子排布为1s²2s²2p⁴，故A正确；
B．氮原子核外最外层是半满结构，是一种稳定结构，所以元素第一电离能：N＞O，故B错误；
C．元素的非金属性越强，元素的电负性越大，所以电负性：H＜C＜N＜O，故C正确；
D．苯胺晶体溶于苯不公与范德华力有关，还与氢键有关，故D错误，
故选BD；
（3）不同原子之间形成的供价键是极性键，同种原子之间形成非极性键，所以CH₄、CO₂只有极性键，故选BF，双键或参键中含有σ键和π键，所以同时存在σ键和π键的分子是N₂、C₆H₆、C₆H₅OH、CO₂、C₆H₅NH₃Cl，故选ACDF，
故答案为：BF；ACDF；
（4）根据均摊法，晶体中含有苯分子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，根据$ρ=\frac{m}{V}$可知，晶胞的密度为$\frac{\frac{4×78}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g•cm^-3=$\frac{4×78}{{N}_{A}{a}^{3}}$g•cm^-3，
故答案为：4；$\frac{4×78}{{N}_{A}{a}^{3}}$．

点评 本题主要考查了外围电子排布、化学键类型的判断、晶胞的计算等，题目难度中等，答题时注意极性共价键和非极性共价键的区别，注重基础知识的考查．