Question

（1）下列说法中正确的是

 

．
A．第一电离能由大到小的顺序为O＞N＞C
B．由于N₂和O₂²⁺互为等电子体，所以可以推断O₂²⁺的电子式为
C．根据岩浆晶出规则，CaO比MgO更容易在岩浆冷却过程中先结晶
D．液态HF通常也可以写成（HF）_n的形式，是因为液态HF分子间存在氢键
（2）三聚氰胺分子的结构简式如图1所示，则其中氮原子轨道杂化类型是

 

，l mol三聚氰胺分子中含

 

mol σ键．  

（3）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M层电子排布式为

 

．
（4）碳化硅的晶胞结构（如图2）与金刚石类似（其中“●”为碳原子，“○”为硅原子）．图中“●”点构成的堆积方式与下列图3式中

 

所表示的堆积方式相同．
（5）碳化硅的结构中，与碳原子距离最近且相等的碳原子有

 

个．设晶胞边长为a cm，阿伏加德罗常数用N_A表示，则碳化硅晶体的密度为

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,电子式,“等电子原理”的应用,晶胞的计算,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）A、同周期从左到右，第一电离能增大，但同周期第ⅡA、ⅤA元素反常；
B、C₂^2-和O₂²⁺两种微粒，原子数相同，价电子总数相等互为等电子体；
C、岩浆晶出规则：晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中先结晶；
D、液体HF分子间若形成氢键，有可能发生缔合现象；
（2）根据价层电子对互斥理论确定其杂化方式，根据三聚氰胺和 σ 键的关系式计算；
（3）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；
（4）由图2可知，碳原子为面心立方堆积，为ABC型堆积；
（5）以顶点C原子研究，与之最近的C原子位于面心上，每个顶点原子为12个面共用；根据ρ=

m

V

计算．

解答： 解：（1）A、同周期元素从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但N最外层为半充满状态，较稳定，则应为N＞O＞C，故A错误；
B、C₂^2-和O₂²⁺两种微粒，原子数相同，价电子总数相等互为等电子体，结构相似，故B正确；
C、晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，Mg0的晶格能大于Ca0，根据岩浆晶出规则，Mg0先结晶，故C错误；
D、液体HF分子间若形成氢键，有可能发生缔合现象，故D正确；
故答案为：BD；
（2）三聚氰胺分子中，氨基上的N原子含有3个 σ 键和一个孤电子对，所以采取sp³杂化，环上的N原子含有2个 σ 键和一个孤电子对，所以采取sp²杂化，一个三聚氰胺分子中含有15个σ 键，所以1mol三聚氰胺分子中 σ 键的数目为15N_A；
故答案为：sp²、sp³；15N_A；
（3）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，其基态原子的M层电子排布式为3s²3p⁶3d⁸；
故答案为：3s²3p⁶3d⁸；
（4）由图2可知，碳原子为面心立方堆积，为ABC型堆积，选项D符合；
故答案为：D；
（5）以顶点C原子研究，与之最近的C原子位于面心上，每个顶点原子为12个面共用，故与碳原子距离最近且相等的碳原子有12个；
晶胞中C原子数目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，Si原子数目=4，晶胞边长为a cm，则晶胞体积为a³cm³，ρ=

m

V

=

12g/mol×4+28g/mol×4 NA

a3cm3

=

160

NA?a3

g?cm^-3．
故答案为：12；

160

NA?a3

g?cm^-3．

点评：本题考查晶胞结构与计算、杂化理论、核外电子排布、等电子原理利用等，需要学生具有良好的空间想象力与计算能力，综合性较强，难度中等．