Question

碳是形成化合物種類最多的元素．
（1）C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?div id="n5hhvxj" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

，碳的最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物中心原子的雜化類型為

 

．
（2）類肉素[（SCN）₂]的結(jié)構(gòu)式為N≡C-S-S-C≡N．其分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為

 

；該物質(zhì)對(duì)應(yīng)的酸有兩種，理論上硫氰酸（H-S-C≡N）的沸點(diǎn)低于異硫氰酸（H-N=C=S）的沸點(diǎn)，其原因是

 

．
（3）位于第四周期VIII族，其基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對(duì)電子數(shù)相同的元素，其基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為

 

．
（4）碳化硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似，其硬度僅次于金剛石，具有較強(qiáng)的耐磨性能，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示（其中?為碳原子，○為硅原子）．每個(gè)碳原子周圍與其距離最近的硅原子有

 

個(gè)；設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為a cm，密度為b g?cm^-3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為

 

（用含a、b的式子表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用

專題：

分析：（1）同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素；碳的最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物為甲烷，根據(jù)碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷雜化方式；
（2）根據(jù)[（SCN）₂]的結(jié)構(gòu)可知分子中有3個(gè)單鍵和2個(gè)碳、氮參鍵，異硫氰酸分子間可形成氫鍵；
（3）元素位于第四周期VIII族，其基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對(duì)電子數(shù)相同，C原子的電子排布為1s²2s²2p²，未成對(duì)電子數(shù)為2，則該元素為Ni；
（4）由碳化硅的晶胞可知，每個(gè)碳原子周圍與其距離最近的硅原子有4個(gè)，晶胞中Si為8×

1

8

+6×

1

2

=4，根據(jù)ρ=

4×(12+28) NA

V

可計(jì)算得N_A；

解答： 解：（1）同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素，所以C、N、O三種元素的第一電離能大小順序是N＞O＞C；碳的最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物為甲烷，甲烷中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為

4+4

2

=4，所以是sp3雜化，
故答案為：N＞O＞C；sp3；
（2）根據(jù)[（SCN）₂]的結(jié)構(gòu)可知分子中有3個(gè)單鍵和2個(gè)碳、氮參鍵，所以分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為（3+2）：4=5：4，由于異硫氰酸分子間可形成氫鍵而硫氰酸分子間不能形成氫鍵，所以硫氰酸（H-S-C≡N）的沸點(diǎn)低于異硫氰酸，
故答案為：5：4；異硫氰酸分子間可形成氫鍵而硫氰酸分子間不能形成氫鍵；
（3）元素位于第四周期VIII族，其基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對(duì)電子數(shù)相同，C原子的電子排布為1s²2s²2p²，未成對(duì)電子數(shù)為2，則該元素為Ni，其基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為3d⁸4s²，
故答案為：3d⁸4s²；
（4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)碳原子周圍與其距離最近的硅原子有4個(gè)，每個(gè)晶胞中有4個(gè)碳原子和4個(gè)硅原子，（3）元素位于第四周期VIII族，其基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對(duì)電子數(shù)相同，C原子的電子排布為1s²2s²2p²，未成對(duì)電子數(shù)為2，則該元素為Ni，其基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為3d⁸4s²，故答案為：3d⁸4s²；
（4）由碳化硅的晶胞可知，每個(gè)碳原子周圍與其距離最近的硅原子有4個(gè)，晶胞中C為8×

1

8

+6×

1

2

=4，Si原子數(shù)為4，晶胞邊長(zhǎng)為a cm，晶胞的體積為a³cm³，密度為b g?cm^-3，根據(jù)ρ=

4×(12+28) NA

V

可計(jì)算得N_A=

160

a3b

，
故答案為：4；

160

a3b

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查知識(shí)點(diǎn)較多，為原子結(jié)構(gòu)習(xí)題，涉及電子排布、共價(jià)鍵形成、氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響、晶體結(jié)構(gòu)及其計(jì)算，（3）為解答的難點(diǎn)，題目難度中等．