Question

1．碳原子2p亚层上的2个电子不相同的方面是c（选填序号）．
a．能量  b．电子云形状   c．电子云伸展方向  d．自旋状态
¹⁴N 原子与¹²C原子比，质子数和中子数都更多，但原子半径却更小，请解释在原子中，质子和中子占的体积都很小；电子层数相同时，核电荷数越大，核对外层电子的引力越大，原子半径越小．
（1）铍（Be）与铝性质相似．
（2）以下对铍及其化合物的推断肯定不正确的是d（选填序号）．
a．铍会在浓硫酸中钝化     b．氯化铍固体会发生升华现象
c．氧化铍坚硬难熔         d．铍的熔点低于镁
（3）写出BeCl₂溶液和Na₂BeO₂溶液混合后反应的离子方程式Be²⁺+BeO₂^2-+2H₂O=2Be（OH）₂↓．
（4）将BeCl₂溶液加热蒸干后灼热，再使其熔融，用直流电电解，可得到单质铍和一种单质气体，则该气体的化学式为O₂．
（5）氮化铝（AlN）广泛应用于集成电路，其制备原理是将氧化铝与碳粉混合均匀，在持续流动的氮气流中加热至1750℃，发生如下反应：
2Al₂O₃（s）═4Al（g）+3O₂（g）…①；    
2C（s）+O₂（g）═2CO（g） …②；
2Al（g）+N₂（g）═2AlN（s）…③
试分析反应②对制备AlN的作用消耗O₂，使①的平衡右移；①的平衡右移又增加了铝蒸气的浓度，使③平衡右移，有利于制备AlN．

Answer 1

分析 a．同一能级上电子的能量；
b．p轨道的电子云形状为哑铃形；
c．电子云伸展方向在三维方向伸展；
d．电子优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同；
质子数越多，原子核中的正电荷对电子的吸引能力越强，电子里核越近；
（2）Al常温下在浓硫酸中钝化、氯化铝受热易升华、氧化铝硬度大难熔、Al的熔点高于Mg，根据对角线规则知，Be和Al的性质具有相似性，根据Al及其化合物的性质确定Be及其化合物的性质；
（3）BeCl₂溶液和Na₂BeO₂溶液混合生成Be（OH）₂沉淀；
（4）将BeCl₂溶液加热蒸干后灼热得到氧化铍；
（5）浓度对化学平衡的影响是，增大反应物浓度或减小生成物浓度平衡正向进行，增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡逆向进行；所以反应②对于反应①③来说都是增大反应物浓度和减少生成物的浓度，平衡正向进行提高AlN的产率；

解答 解：a．同一能级上电子的能量，则碳原子2p亚层上的2个电子的能量相同，故a不选；
b．p轨道的电子云形状为哑铃形，则碳原子2p亚层上的2个电子的电子云形状相同，故b不选；
c．碳原子2p亚层上的2个电子的电子云在三维方向伸展，即电子云伸展方向不同，故c选；
d．电子优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，所以碳原子2p亚层上的2个电子的自旋方向相同，故d不选；
在原子中，质子和中子占的体积都很小，质子数越多，原子核中的正电荷对电子的吸引能力越强，电子里核越近，¹⁴N原子与¹²C原子比，质子数和中子数都更多，核电荷数更大，核对外层电子的引力更大，所以¹⁴N原子的原子半径更小；
故答案为：c；在原子中，质子和中子占的体积都很小；电子层数相同时，核电荷数越大，核对外层电子的引力越大，原子半径越小；
（2）Al常温下在浓硫酸中钝化、氯化铝受热易升华、氧化铝硬度大难熔、Al的熔点高于Mg，根据对角线规则知，Be和Al的性质具有相似性，
A．常温下，铍会在浓硫酸中钝化，故A正确；
B．氯化铍固体会发生升华现象，故B正确；
C．氧化铍坚硬难熔，故C正确；
D．铍的熔点高于镁，故D错误；
故答案为：d；
（3）BeCl₂溶液和Na₂BeO₂溶液混合生成Be（OH）₂沉淀，其反应的离子方程式为：Be²⁺+BeO₂^2-+2H₂O=2Be（OH）₂↓；
故答案为：Be²⁺+BeO₂^2-+2H₂O=2Be（OH）₂↓；
（4）将BeCl₂溶液加热时促进铍离子的水解生成Be（OH）₂，蒸干后灼热得到氧化铍，电解熔融的BeO得到BE和氧气；
故答案为：O₂；
（5）浓度对化学平衡的影响是，增大反应物浓度或减小生成物浓度平衡正向进行，增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡逆向进行，反应②消耗O₂会使反应①的平衡右移，使Al（g）浓度增大，反应③的平衡右移，提高AlN的产率，所以反应②对于反应①③来说都是增大反应物浓度，平衡正向进行提高AlN的产率；
故答案为：消耗O₂，使①的平衡右移；①的平衡右移又增加了铝蒸气的浓度，使③平衡右移，有利于制备AlN．

点评 本题考查了原子结构和性质、电子排布、元素化合物的性质、化学平衡移动等，题目涉及的知识点较多，难度中等，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力，注意把握原子轨道和电子填充规则．