Question

18．用化学知识回答各题
（1）除去气态原子中的一个电子使之成为气态+1价阳离子时所需外界提供的能量叫做该元素的第一电离能．图1是周期表中短周期的一部分，其中第一电离能最小的元素是C． （ 填字母）

（2）德国和美国科学家首先制出由20个碳原子组成的空心笼状分子C₂₀，该笼状结构是由许多正五边形构成（如图2）．请回答：
C₂₀分子共有12个正五边形，共有30条棱边，C₂₀晶体属于分子晶体 （填晶体类型）．
（3）晶体具有规则的几何外形，晶体中最基本的重复单元称之为晶胞．NaCl晶体结构如图3所示．晶体中每个Na⁺同时吸引着6个Cl^-，每个Cl^-同时吸引着6个Na⁺． 晶体中在每个Cl^-周围与它最接近且距离相等的Cl^-共有12个．

Answer 1

分析 （1）同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；同一主族元素，元素第一电离能随着原子序数增大而减小；
（2）该分子中每个五边形含有C原子个数=$\frac{1}{3}$×5=$\frac{5}{3}$，正五边形个数=20÷$\frac{5}{3}$；每个碳原子占有边数=$\frac{1}{2}$×3=1.5；由分子构成的物质是分子晶体；
（3）晶体中每个Na⁺同时吸引着6个Cl^-，每个Cl^-同时吸引着6个Na⁺，晶体中在每个Cl^-周围与它最接近且距离相等的Cl^-共有12个．

解答 解：（1）同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；同一主族元素，元素第一电离能随着原子序数增大而减小，所以这几种元素第一电离能最小的是C，故答案为：C；
（2）该分子中每个五边形含有C原子个数=$\frac{1}{3}$×5=$\frac{5}{3}$，正五边形个数=20÷$\frac{5}{3}$=12；每个碳原子占有边数=$\frac{1}{2}$×3=1.5，该结构中边数=1.5×20=30；由分子构成的物质是分子晶体，该物质是由分子构成的，为分子晶体，
故答案为：12；30；分子晶体；
（3）根据图知，以体心上的离子为中心，与其距离最近的相反电荷的离子有6个、与其距离最近的相同电荷的离子为12，所以晶体中每个Na⁺同时吸引着6个Cl^-，每个Cl^-同时吸引着6个Na⁺，晶体中在每个Cl^-周围与它最接近且距离相等的Cl^-共有12个C，
故答案为：6；6；12．

点评 本题考查晶胞计算及元素周期律，为高频考点，明确物质结构及均摊分的利用运用是解本题关键，侧重考查学生分析计算能力，注意（2）的计算方法，题目难度不大．