Question

物質的結構決定性質，性質反映其結構特點．
（1）金剛石和石墨是碳元素的兩種常見單質，下列敘述中正確的有

 

．
a．金剛石中碳原子的雜化類型為sp³雜化，石墨中碳原子的雜化類型為sp²雜化；
b．晶體中共價鍵的鍵長：金剛石中C-C＜石墨中C-C；
c．晶體的熔點：金剛石＜石墨
d．晶體中共價鍵的鍵角：金剛石＞石墨
（2）某石蕊的分子結構如圖1．
①石蕊分子所含元素中，基態(tài)原子2p軌道有兩個成單電子的是

 

（填元素符號）； 由其中兩種元素形成的三角錐構型的一價陽離子是

 

（填化學式）；
②該石蕊易溶解于水，分析可能的原因是

 

；
（3）銅及其合金是人類最早使用的金屬材料．
①NF₃可由NH₃和F₂在Cu催化劑存在下反應直接得到：4NH₃+3F₂

Cu  .

NF₃+3NH₄F．
上述化學方程式中的5種物質所屬的晶體類型有

 

（填序號）．
a．離子晶體 b．分子晶體 c．原子晶體  d．金屬晶體
②金屬銅采取如圖2堆積方式，可稱為

 

堆積，則Cu晶體中Cu原子的配位數(shù)為

 

．

Answer 1

分析：（1）a．根據(jù)碳原子形成的σ鍵個數(shù)確定原子雜化方式；
bc、sp²雜化中，s軌道的成分比sp³雜化更多，而且石墨的碳原子還有大π鍵所以形成的共價鍵更短，更牢固，即石墨的層內(nèi)共價鍵鍵長比金剛石的鍵長短，作用力更大，破壞化學鍵需要更大能量；
d、金剛石中碳原子與四個碳原子形成4個共價單鍵，構成正四面體，石墨中的碳原子用sp²雜化軌道與相鄰的三個碳原子以σ鍵結合，形成正六角形的平面層狀結構；
（2）①石蕊分子所含元素中，基態(tài)原子2p軌道有兩個成單電子的是C或O元素；由其中兩種元素形成的三角錐構型的一價陽離子中價層電子對個數(shù)是4且含有一個孤電子對；
②氫鍵的存在導致物質的溶解性增大，再結合相似相溶原理分析；
（3）①根據(jù)物質的構成微粒確定晶體類型；
②銅晶胞中面心和頂點上各有一個原子，屬于面心立方堆積，Cu晶體中Cu原子的配位數(shù)=3×8×

1

2

．

解答：（1）a、金剛石中碳原子與四個碳原子形成4個共價單鍵，構成正四面體，碳原子的雜化類型為sp³雜化；石墨中的碳原子與相鄰的三個碳原子以σ鍵結合，形成平面正六邊形結構，碳原子的雜化類型為sp²雜化，故a正確；
b、sp²雜化中，s軌道的成分比sp³雜化更多，而且石墨的碳原子還有大π鍵所以形成的共價鍵更短，更牢固，即石墨的層內(nèi)共價鍵鍵長比金剛石的鍵長短，故b錯誤；
c、石墨的層內(nèi)共價鍵鍵長比金剛石的鍵長短，作用力更大，破壞化學鍵需要更大能量，所以晶體的熔點金剛石＜石墨，故c正確；
d、金剛石中碳原子與四個碳原子形成4個共價單鍵，構成正四面體，鍵角為109°28′，石墨中的碳原子用sp²雜化軌道與相鄰的三個碳原子以σ鍵結合，形成正六角形的平面層狀結構，鍵角為120°，故d錯誤；
故選a c；
（2）①石蕊分子所含元素中，基態(tài)原子2p軌道有兩個成單電子的是C、O元素；由其中兩種元素形成的三角錐構型的一價陽離子中價層電子對個數(shù)是4且含有一個孤電子對，該微粒為H₃O⁺，故答案為：C、O；H₃O⁺；
②石蕊分子中含有-OH和-NH₂，均能與H₂O形成氫鍵，氫鍵的存在導致物質的溶解性增大；由結構知，該分子為極性分子，根據(jù)相似相溶原理，石蕊易溶于水，
故答案為：石蕊分子中含有-OH和-NH₂，均能與H₂O形成氫鍵；由結構知，該分子為極性分子，根據(jù)相似相溶原理，易溶于水；
（3）①NH₃、F₂、NF₃的構成微粒為分子，Cu的構成微粒是金屬陽離子和自由電子，NH₄F的構成微粒是陰陽離子，所以這幾種物質中NH₃、F₂、NF₃為分子晶體，Cu為金屬晶體，NH₄F為離子晶體，
故選abd；
 ②銅晶胞中面心和頂點上各有一個原子，屬于面心立方堆積，Cu晶體中Cu原子的配位數(shù)=3×8×

1

2

=12，
故答案為：面心立方；12．

點評：本題考查了晶胞的計算、晶體類型的判斷、氫鍵等知識點，根據(jù)物質的構成微粒確定晶體類型，知道相似相溶原理及氫鍵對物質性質的影響等知識點，題目難度不大．