Question

【题目】【化学——选修3：物质结构与性质】

a、b、c、d、e、f是H、C、N、Na、Si、Cu六种元素中的其中一种，已知：图1表示的是这六种元素单质的熔点高低顺序，其中c、d均是热和电的良导体，f形成的某种单质硬度最大。

回答下列问题：

（1）a、b、f三种元素的电负性从小到大的顺序为 (用元素符号表示)。

（2）元素b的单质的一个分子中含有 个σ键和 个π键。

（3）元素c的单质的晶体堆积方式类型是 ；若c单质分别与氟气和氯气形成化合物甲和乙，则甲的晶格能 乙的晶格能(填“＞”、“＜”或“=”)。

（4）元素d的单质基态原子的价电子排布式为 （用NA表示阿伏加德罗常数的值）。

（5）元素e和f可形成化合物丙(丙的晶胞结构如图2所示)，则丙的化学式为 ；丙的晶体类型为 ，在丙中，每个e原子周围最近的e原子数目为 ，若晶胞的边长为a pm，则丙的密度为 。

Answer 1

【答案】

（1）H＜C＜N（2分）

（2） 1（1分） 2（1分）

（3）体心立方堆积（1分） ＞（1分）

（4）3d104s1（2分）

（5）SiC（2分） 原子（1分） 12（2分） （2分）

【解析】

试题分析：

（1）金刚石为自然界硬度最大的物质，是f为碳元素，六种元素形成的单质中，H2、N2均为分子晶体，熔点低，H2的相对分子质量更小，熔点更低，对照图可知a为氢元素，b为氮元素，三种元素的非金属性强弱顺序为H＜C＜N，则其电负性从小到大的顺序为H＜C＜N。

（2）N原子的电子排布为1s22s22p3，根据洪特规则，2p轨道上的3个电子分占相互垂直的三个p轨道，两个氮原子结合形成N2分子时，有1个p轨道的电子去以“头碰头”的方式形成1个σ键，则另两个p轨道的电子云只能以“肩并肩”的方式形成2个π键。

（3）硅晶体为原子晶体，熔点高，则e为硅元素，铜和钠两种金属比较，钠的熔点较低，所以c为钠元素，d为铜元素。钠晶体中原子的堆积方式为体心立方堆积，属于密堆积；钠与氟气和氯气形化合物甲和乙分别为NaF和NaCl，其晶体均为离子晶体，在离子晶体中晶格能的大小主要由离子所带电荷和离子半径决定，现阳离子相同，氟离子半径比氯离子半径小，则晶格能大，即NaF的晶格能大于NaCl的晶格能。

（4）d为铜元素，核电荷数为29，在元素周期表中位于第四周期第ⅠB族，则基态原子的价电子排布式为3d104s1。

（5）e为硅元素，f为碳元素，从图可知，晶胞内部有4个碳原子，8个顶点和6个面的面心各有1 个硅原子，根据均摊法可求出晶胞所含硅原子数为，碳硅原子数之比为1:1，故丙的化学式为SiC；丙晶体中Si和C通过共价键形成空间网状结构，因此碳化硅晶体属于原子晶体；在SiC晶体中Si和C可以互换的，计算原子配位数时，先确定一个原子作为研究对象，如晶胞图中右侧面面心原子，很明显右侧面四个顶点上的同种原子到该面心原子等距，上下前后四个面的面心到该原子也等距，再没有画出的右边的晶胞中上下前后四个面的面心与左侧对称，又有4个原子，共12 个原子；若晶胞的边长为a pm，则晶胞的体积为V=a3×1030 cm3，晶胞质量为m=，故丙晶体密度为ρ=。