Question

（1）下列說法中正確的是

 

．
A．第一電離能由大到小的順序為O＞N＞C
B．由于N₂和O₂²⁺互為等電子體，所以可以推斷O₂²⁺的電子式為
C．根據(jù)巖漿晶出規(guī)則，CaO比MgO更容易在巖漿冷卻過程中先結晶
D．液態(tài)HF通常也可以寫成（HF）_n的形式，是因為液態(tài)HF分子間存在氫鍵
（2）三聚氰胺分子的結構簡式如圖1所示，則其中氮原子軌道雜化類型是

 

，l mol三聚氰胺分子中含

 

mol σ鍵．  

（3）某元素位于第四周期VIII族，其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同，則其基態(tài)原子的M層電子排布式為

 

．
（4）碳化硅的晶胞結構（如圖2）與金剛石類似（其中“●”為碳原子，“○”為硅原子）．圖中“●”點構成的堆積方式與下列圖3式中

 

所表示的堆積方式相同．
（5）碳化硅的結構中，與碳原子距離最近且相等的碳原子有

 

個．設晶胞邊長為a cm，阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示，則碳化硅晶體的密度為

 

．

Answer 1

考點：原子核外電子排布,電子式,“等電子原理”的應用,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結構專題,化學鍵與晶體結構

分析：（1）A、同周期從左到右，第一電離能增大，但同周期第ⅡA、ⅤA元素反常；
B、C₂^2-和O₂²⁺兩種微粒，原子數(shù)相同，價電子總數(shù)相等互為等電子體；
C、巖漿晶出規(guī)則：晶格能高的晶體熔點較高，更容易在巖漿冷卻過程中先結晶；
D、液體HF分子間若形成氫鍵，有可能發(fā)生締合現(xiàn)象；
（2）根據(jù)價層電子對互斥理論確定其雜化方式，根據(jù)三聚氰胺和 σ 鍵的關系式計算；
（3）元素位于第四周期VIII族，其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同，C原子的電子排布為1s²2s²2p²，未成對電子數(shù)為2，則該元素為Ni；
（4）由圖2可知，碳原子為面心立方堆積，為ABC型堆積；
（5）以頂點C原子研究，與之最近的C原子位于面心上，每個頂點原子為12個面共用；根據(jù)ρ=

m

V

計算．

解答： 解：（1）A、同周期元素從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，但N最外層為半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，則應為N＞O＞C，故A錯誤；
B、C₂^2-和O₂²⁺兩種微粒，原子數(shù)相同，價電子總數(shù)相等互為等電子體，結構相似，故B正確；
C、晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，而且熔點越高，Mg0的晶格能大于Ca0，根據(jù)巖漿晶出規(guī)則，Mg0先結晶，故C錯誤；
D、液體HF分子間若形成氫鍵，有可能發(fā)生締合現(xiàn)象，故D正確；
故答案為：BD；
（2）三聚氰胺分子中，氨基上的N原子含有3個 σ 鍵和一個孤電子對，所以采取sp³雜化，環(huán)上的N原子含有2個 σ 鍵和一個孤電子對，所以采取sp²雜化，一個三聚氰胺分子中含有15個σ 鍵，所以1mol三聚氰胺分子中 σ 鍵的數(shù)目為15N_A；
故答案為：sp²、sp³；15N_A；
（3）元素位于第四周期VIII族，其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同，C原子的電子排布為1s²2s²2p²，未成對電子數(shù)為2，則該元素為Ni，其基態(tài)原子的M層電子排布式為3s²3p⁶3d⁸；
故答案為：3s²3p⁶3d⁸；
（4）由圖2可知，碳原子為面心立方堆積，為ABC型堆積，選項D符合；
故答案為：D；
（5）以頂點C原子研究，與之最近的C原子位于面心上，每個頂點原子為12個面共用，故與碳原子距離最近且相等的碳原子有12個；
晶胞中C原子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，Si原子數(shù)目=4，晶胞邊長為a cm，則晶胞體積為a³cm³，ρ=

m

V

=

12g/mol×4+28g/mol×4 NA

a3cm3

=

160

NA?a3

g?cm^-3．
故答案為：12；

160

NA?a3

g?cm^-3．

點評：本題考查晶胞結構與計算、雜化理論、核外電子排布、等電子原理利用等，需要學生具有良好的空間想象力與計算能力，綜合性較強，難度中等．