Question

【题目】元素及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用，回答下列问题：

（1）参照下图B、F元素的位置，依据第二周期元素第一电离能的变化规律，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。_________

（2）碳的一种单质的结构如图(a)所示，则碳原子的杂化轨道类型为__________________。

（3）二卤化铅PbX2的熔点如图(b)所示，可推断：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化学键的离子性__________(填“增强”、“ 不变”或“减弱”，下同)，共价性__________。

（4）NH3和F2在Cu催化下可发生反应4NH3+3F2NF3+3NH4F，化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_____(填序号)。写出基态铜原子的价电子排布式_____________。

a.离子晶体 b.分子晶体 c.原子晶体 d.金属晶体

（5）BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：

晶体R中含有的化学键包括____________。

（6）水杨酸第一级电离形成离子，相同温度下，水杨酸的Ka2_________苯酚()的Ka(填“>”“ =”或“<”)，其原因是_______________。

（7）碳的另一种单质C60可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图(c)所示，K位于立方体的棱上和立方体的内部，此化合物的化学式为_____________；其晶胞参数为1.4nm，阿伏加德罗常数用NA表示，则晶体的密度为_________g·cm-3。(只需列出式子)

Answer 1

【答案】 sp2 减弱 增强 abd 3d104s1 离子键、共价键、配位键 < 中形成分子内氢键，使其更难电离出H+ K3C60

【解析】试题分析：本题考查第一电离能的比较、价电子排布式的书写、杂化方式的判断、熔点高低的比较、晶体类型和化学键的判断、氢键对物质性质的影响、晶胞的分析和计算。

（1）根据同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，N的价电子排布式为2s22p3，处于半满较稳定，第一电离能：BCONF，答案为：。

（2）该单质为石墨，石墨属于混合型晶体，根据图a，每个碳原子形成3个σ键，碳原子上没有孤电子对，碳原子的杂化轨道类型为sp2杂化。

（3）由图b可见，PbX2的熔点依F、Cl、Br、I的顺序先减小后增大，且PbF2的熔点最高；同主族从上到下元素的非金属性减弱，说明依F、Cl、Br、I的顺序，PbX2中的化学键的离子性减弱，共价性增强。

（4）NH3、F2、NF3属于分子晶体，Cu属于金属晶体，NH4F属于离子晶体，答案选abd。Cu原子核外有29个电子，基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1。

（5）根据R的结构，R中阴、阳离子间为离子键，H3O+、中都存在共价键和配位键，晶体R中含有的化学键为离子键、共价键、配位键。

（6）中可形成分子内氢键，使其更难电离出H+，所以相同温度下，水杨酸的Ka2苯酚的Ka。

（7）用“均摊法”，1个晶胞中含K：12+9=12，C60：8+6=4，K与C60的个数比为12:4=3:1，此化合物的化学式为K3C60。1个晶胞的体积为（1.4nm）3=1.4310-21cm3，1mol晶体的体积为1.4310-214NA cm3，1mol晶体的质量为837g，晶体的密度为837g（1.4310-214NA cm3）=g/cm3。