Question

【题目】物质的结构决定物质的性质。请回答下列涉及物质结构和性质的问题：

（1）第二周期中，元素的第一电离能处于B与N之间的元素有_________种。

（2）某元素位于第四周期Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为_________________

（3）乙烯酮（CH2＝C＝O）是一种重要的有机中间体，可用CH3COOH在(C2H5O)3P＝O存在下加热脱H2O得到。乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型是_____________，1mol (C2H5O)3P＝O分子中含有的σ键与π键的数目比为__________________。

（4）已知固态NH3、H2O、HF的氢键键能和结构如下：

解释H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因___________________。

（5）碳化硅的结构与金刚石类似(如图所示)，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能。碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有___________个，与碳原子等距离最近的碳原子有__________个。已知碳化硅晶胞边长为a pm，则碳化硅的密度为__________g·cm3。

Answer 1

【答案】

（1）3

（2）

（3）sp2和sp 25：1

（4）单个氢键的键能是(HF)n>冰>(NH3)n，而平均每个分子含氢键数：冰中2个，(HF)n和(NH3)n只有1个，气化要克服的氢键的总键能是冰>(HF)n>(NH3)n

（5）4 12

【解析】

试题分析：（1）同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，根据电离能的变化规律，半充满的N原子和全充满的Be原子第一电离能要比同周期原子序数大的原子高，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素；

（2）元素位于第四周期VIII族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，C原子的电子排布为1s22s22p2，未成对电子数为2，则该元素为Ni；

（3）在CH2=C=O中，一个碳原子的价层电子对数为3，另一个碳原子的价层电子对数为2，所以碳原子的杂化轨道类型有sp2和sp，单键全是σ键、双键有一个σ键，1mol（C2H5O）3P＝O分子中含有的σ键的数目为25NA，π键的数目为NA，则分子中含有的σ键与π键的数目比为25:1；

（4）单个氢键的键能是(HF)n>冰>(NH3)n，而平均每个分子含氢键数:冰中2个，(HF)n和(NH3)n只有1个，气化要克服的氢键的总键能是冰>(HF)n>(NH3)n ；

（5）碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有4个，与碳原子等距离最近的碳原子有12个。该晶胞中含有的碳原子个数为8 ×18+6 ×12=4 ，硅原子个数为4，则根据公式 ×ρ × N A = 4 ×40 g·mol- 1 得ρ=