Question

【題目】元素及其化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，回答下列問題：

（1）參照下圖B、F元素的位置，依據(jù)第二周期元素第一電離能的變化規(guī)律，用小黑點(diǎn)標(biāo)出C、N、O三種元素的相對位置。_________

（2）碳的一種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖(a)所示，則碳原子的雜化軌道類型為__________________。

（3）二鹵化鉛PbX2的熔點(diǎn)如圖(b)所示，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學(xué)鍵的離子性__________(填“增強(qiáng)”、“ 不變”或“減弱”，下同)，共價(jià)性__________。

（4）NH3和F2在Cu催化下可發(fā)生反應(yīng)4NH3+3F2NF3+3NH4F，化學(xué)方程式中的5種物質(zhì)所屬的晶體類型有_____(填序號)。寫出基態(tài)銅原子的價(jià)電子排布式_____________。

a.離子晶體 b.分子晶體 c.原子晶體 d.金屬晶體

（5）BF3與一定量水形成(H2O)2·BF3晶體Q，Q在一定條件下可轉(zhuǎn)化為R：

晶體R中含有的化學(xué)鍵包括____________。

（6）水楊酸第一級電離形成離子，相同溫度下，水楊酸的Ka2_________苯酚()的Ka(填“>”“ =”或“<”)，其原因是_______________。

（7）碳的另一種單質(zhì)C60可以與鉀形成低溫超導(dǎo)化合物，晶體結(jié)構(gòu)如圖(c)所示，K位于立方體的棱上和立方體的內(nèi)部，此化合物的化學(xué)式為_____________；其晶胞參數(shù)為1.4nm，阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，則晶體的密度為_________g·cm-3。(只需列出式子)

Answer 1

【答案】 sp2 減弱 增強(qiáng) abd 3d104s1 離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵 < 中形成分子內(nèi)氫鍵，使其更難電離出H+ K3C60

【解析】試題分析：本題考查第一電離能的比較、價(jià)電子排布式的書寫、雜化方式的判斷、熔點(diǎn)高低的比較、晶體類型和化學(xué)鍵的判斷、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響、晶胞的分析和計(jì)算。

（1）根據(jù)同周期從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢，N的價(jià)電子排布式為2s22p3，處于半滿較穩(wěn)定，第一電離能：BCONF，答案為：。

（2）該單質(zhì)為石墨，石墨屬于混合型晶體，根據(jù)圖a，每個(gè)碳原子形成3個(gè)σ鍵，碳原子上沒有孤電子對，碳原子的雜化軌道類型為sp2雜化。

（3）由圖b可見，PbX2的熔點(diǎn)依F、Cl、Br、I的順序先減小后增大，且PbF2的熔點(diǎn)最高；同主族從上到下元素的非金屬性減弱，說明依F、Cl、Br、I的順序，PbX2中的化學(xué)鍵的離子性減弱，共價(jià)性增強(qiáng)。

（4）NH3、F2、NF3屬于分子晶體，Cu屬于金屬晶體，NH4F屬于離子晶體，答案選abd。Cu原子核外有29個(gè)電子，基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布式為3d104s1。

（5）根據(jù)R的結(jié)構(gòu)，R中陰、陽離子間為離子鍵，H3O+、中都存在共價(jià)鍵和配位鍵，晶體R中含有的化學(xué)鍵為離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵。

（6）中可形成分子內(nèi)氫鍵，使其更難電離出H+，所以相同溫度下，水楊酸的Ka2苯酚的Ka。

（7）用“均攤法”，1個(gè)晶胞中含K：12+9=12，C60：8+6=4，K與C60的個(gè)數(shù)比為12:4=3:1，此化合物的化學(xué)式為K3C60。1個(gè)晶胞的體積為（1.4nm）3=1.4310-21cm3，1mol晶體的體積為1.4310-214NA cm3，1mol晶體的質(zhì)量為837g，晶體的密度為837g（1.4310-214NA cm3）=g/cm3。