题目内容

1．碳、氮、氟、硅、铁、钛等元素的化合物广泛应用于生产生活，回答下列问题：
（1）基态Si原子中，电子占据的最高能层具有的原子轨道数为9，1mol氮气分子中σ键和π键的物质的量之比为1：2；基态钛原子的价电子排布式为3d24s2．
（2）C、N、F三种元素电负性由大到小的顺序为F＞N＞C．第二周期元素中第一电离能介于B、F之间的有4种．
（3）NF3分子的空间构型为三角锥型，N原子的杂化轨道类型为sp3．
（4）已知铁的单质有如图1所示的两种常见堆积方式，其中属于面心立方最密堆积的是a（填a或b）

（5）金刚砂（SiC）的硬度仅次于金刚石，其晶胞结构如图2所示，金刚砂晶体类型为原子晶体，每个C原子周围最近的C原子数目为12，若晶胞的边长为a  cm，阿伏伽德罗常数为 NA，则金刚砂的密度为$\frac{160}{{N}_{A}{a}^{3}}$g•cm-3（不需要化简）

分析 （1）硅质子数为14，根据能量最低原理书写核外电子排布式，根据核外电子排布式确定最高能层具有的原子轨道数，每个氮气分子中有一个σ键和2个π键，Ti是22号元素，根据核外电子排布规律书写价电子排布式；
（2）同一周期元素，元素电负性随着原子序数增大而增大，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，据此判断；
（3）根据NF3分子中N原子的价层电子对数判断杂化轨道类型；
（4）由图可知，a为面心立方最密堆积，b为体心立方最密堆积；
（5）金刚砂硬度大，晶胞中Si、C原子之间形成共价键，为空间网状结构，属于原子晶体，晶胞中存在四面体构型，晶胞中Si、C原子位置可以互换，互换后以顶点C原子为研究对象，与之最近的C原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用；
晶胞中Si处于顶点与面心、C原子处于晶胞内部，利用均摊法计算晶胞中Si、C原子数目，进而计算晶胞质量，再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶胞密度．

解答 解：（1）硅质子数为14，基态Si原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，最高能层3s、3p、3d具有的原子轨道数为1+3+5=9，每个氮气分子中有一个σ键和2个π键，所以1mol氮气分子中σ键和π键的物质的量之比为1：2，Ti是22号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，价电子排布式为为3d24s2，
故答案为：9；1：2；3d24s2；
（2）同一周期元素，元素电负性随着原子序数增大而增大，所以C、N、F三种元素电负性由大到小的顺序为F＞N＞C，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以第二周期元素中第一电离能介于B、F之间的有Be、C、N、O，共4种，
故答案为：F＞N＞C；4；
（3）根据价层电子对理论知，NF3分子中N原子价层电子对个数=$\frac{5+3}{2}$=4，所以N原子采用sp3杂化，
故答案为：sp3；
（4）由图可知，a为面心立方最密堆积，b为体心立方最密堆积，
故答案为：a；
（5）金刚砂硬度大，晶胞中Si、C原子之间形成共价键，为空间网状结构，属于原子晶体，晶胞中存在四面体构型，晶胞中Si、C原子位置可以互换，互换后以顶点C原子为研究对象，与之最近的C原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，故每个C原子周围最近的C原子数目为$\frac{3×8}{2}$=12，晶胞中Si处于顶点与面心，晶胞中Si元素数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，C原子处于晶胞内部，晶胞中C原子数目为4，故晶胞质量为4×$\frac{40}{{N}_{A}}$g，晶胞体积为（a cm）3，则晶胞密度为4×$\frac{40}{{N}_{A}}$g÷（a cm）3=$\frac{160}{{N}_{A}{a}^{3}}$g•cm-3，
故答案为：原子晶体；12；$\frac{160}{{N}_{A}{a}^{3}}$．

点评 本题主要考查原子结构与位置关系、杂化轨道、电负性、第一电离能、晶体类型与性质、晶胞结构与计算等，注意利用均摊法进行计算，题目难度中等，侧重对学生的基础知识和综合能力的考查．

练习册系列答案
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11．下列物质所含分子数由多到少的顺序是C＞B＞A＞D．（用A、B、C、D排序）
A．标准状况下33.6LCO    B．所含电子为4mol的H2
C．20℃时45gH2O         D．常温下，0.5NA个CO2与0.5NA个CO的混合气体．
12．元素铜在溶液中主要以[Cu（H2O）4]2+（天蓝色）、[Cu（OH）4]2-（蓝色）、[CuCl2]-、[Cu（NH3）4]2+（深蓝色）等形式存在．CuCl为难溶于水的白色固体．回答下列问题：
（1）在浓的强碱溶液中，Cu2+与Al3+的化学性质相似．在少量的CuSO4溶液中，逐渐加入浓的NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是溶液天然色逐渐褪色，同时蓝色絮状沉淀生成，然后沉淀溶解形成蓝色溶液．
（2）CuCl溶于浓盐酸时发生的反应为CuCl+HCl?H[CuCl2]，要从H[CuCl2]溶液中析出沉淀的方法是加水稀释．在热的CuCl2溶液中加入铜粉，可制得CuCl，其反应的离子方程式为Cu2++2Cl-+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl，但实际上该反应较难持续进行，其原因是生成的CuCl附着在铜粉的表面，影响反应继续进行，使反应彻底进行的操作是加入浓盐酸，使CuCl溶解生成[CuCl2]-．
（3）[Cu（H2O）4]2+和[Cu（NH3）4]2+在溶液中可以相互转化．：t℃时，初始浓度为1mol•L-1的CuSO4溶液中{ Cu2+实际以[Cu（H2O）4]2+的形式存在}，[Cu（NH3）4]2+的浓度随氨水浓度[c（NH3）]的变化如图所示
①CuSO4溶液与过量氨水发生反应的总的离子方程式为[Cu（H2O）4]2++4NH3?[Cu（NH3）4]2++4H2O．
②由图可知，溶液的酸性增大，[Cu（H2O）4]2+转化为[Cu（NH3）4]2+的平衡转化率减小（填“增大”“减小”或“不变”）．根据A点数据，计算出该温度下的平衡常数K=0.25．
③升高温度，溶液中[Cu（H2O）4]2+的平衡转化率减小，则该反应的△H＜（填“＞”“＜”或“=”）0
④硫酸四氯合铜{[Cu（NH3）4]SO4}在碱性镀铜工艺中常用作电镀液的主要成分，电镀时，要控制局部温度不得高于150℃，可能的原因是超过150℃，Cu（NH3）4]SO4易分解．电解时．阴极的电极反应式为[Cu（NH3）4]2++2e-=Cu↓+4NH3．
9．需要配制2mol/L的NaCl溶液480mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaCl质量分别是（　　）
A．480mL，56.2gB．500mL，56.2gC．500mL，58.5gD．任意规格，56.2g
16．下面有关Na2CO3与NaHCO3的说法，错误的是（　　）
A．NaHCO3俗名小苏打
B．在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3
C．与同浓度的硫酸反应放出气泡的速率：NaHCO3＜Na2CO3
D．热稳定性：NaHCO3＜Na2CO3
6．在不同浓度（℃）、温度（T）条件下，蔗糖水解的瞬时速率（v）如下表，下列判断不正确的是（　　）
0.6000.5000.400a
318.23.60c2.401.80
328.29.007.50d4.50
b2.161.801.441.08
A．a＜0.400B．c＞2.40C．b＜318.2D．d＜1.44
13．下列关于溶液的配制说法不正确的是（　　）
A．将质量分数为98%的浓硫酸稀释成质量分数为20%的稀硫酸要用容量瓶配制
B．配制100mL1mol/L的氢氧化钠溶液，称量固体质量为4.0g
C．容量瓶在定容时，若视线仰视，会使得配制出的溶液物质的量浓度偏小
D．容量瓶洗涤时，若瓶底上有少量蒸馏水，可不必烘干直接使用
10．下列叙述正确的是（　　）
A．将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，溶液呈血红色
B．在溶液中加入K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀，证明原溶液中有Fe2+
C．向FeCl3溶液中滴加稀氨水，可制备Fe（OH）3胶体
D．Fe2O3$\stackrel{盐酸}{→}$FeCl3（aq）$\stackrel{蒸发、灼烧}{→}$无水FeCl3
12．如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸．向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面．
已知：2KMnO4+16HCl→2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O

对实验现象的“解释或结论”正确的是（　　）
选项实验现象解释或结论
Aa处变蓝，b处变红棕色氧化性：Cl2＞Br2＞I2
Bc处先变红，后褪色氯气与水生成了酸性物质
Cd处立即褪色氯气与水生成了漂白性物质
De处变红色还原性：Fe2+＞Cl-
A．AB．BC．CD．D

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