Question

硅与金刚砂（SiC）是两种重要的工业产品，它们都可由二氧化硅与碳反应制得．
（1）基态Si原子的电子排布式为

 

；Si与C相比，电负性较大的是

 

（填元素符号）．
（2）如图1中X可与氧气反应生成Y，Y分子的中心原子杂化轨道类型是

 

，键角是

 

．
（3）由SiO₂生成SiC的化学方程式是

 

．
（4）SiC的一种晶体与晶体硅的结构相似，其中C原子和Si原子的位置是交替的，在SiC中最小的环上有

 

个原子，SiC与晶体硅相比，SiC熔点较高，原因是

 

．
（5）SiC晶胞如图2所示，Si-C的键能为a kJ?mol^-1，理论上分解l mol SiC形成气态原子所需要的能量为

 

kJ（用含a的式子表示）．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,有关反应热的计算,元素电离能、电负性的含义及应用,晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：

分析：（1）根据核外电子排布规则可知Si原子的电子排布式，依据非金属性判断电负性；
（2）依据图示可知X为CO，CO与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳为直线形分子，其中C原子采取sp杂化；
（3）SiO₂和焦炭反应生成碳化硅和CO；
（4）晶体硅中最小的为六元环，含有6个原子，SiC与硅晶体相似，因此也含有6个原子；原子晶体熔沸点的高低取决于共价键的稳定性；
（5）依据晶胞计算方法计算即可．

解答： 解：（1）基态Si原子电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p²，同主族自下而上电负性逐渐增大，因此电负性：C＞Si，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p²；C；
（2）CO与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳为直线型分子，C原子采取sp杂化方式，故答案为：sp；180°；
（3）SiO₂和焦炭反应生成碳化硅和CO，化学方程式为：SiO₂+3C

高温  .

SiC+2CO；故答案为：SiO₂+3C

高温  .

SiC+2CO；
（4）晶体硅中最小的为六元环，含有6个原子，SiC与硅晶体相似，因此也含有6个原子，两者都是原子晶体，结构和组成相似，Si-Si键长大于Si-C键长，Si-Si键能小，晶体硅的熔沸点低于碳化硅，
故答案为：6；两者都是原子晶体，结构和组成相似，Si-Si键长大于Si-C键长，Si-Si键能小，晶体硅的熔沸点低于碳化硅；
（5）SiC中，C位于顶点和面心，故C为：8×

1

8

+6×

1

2

=4，Si位于晶胞的中心，故Si为4，那么该晶胞即为Si₄C₄
，即l mol SiC中含有4mol共价键，故分解l mol SiC形成气态原子所需要的能量为4akJ，故答案为：4a．

点评：本题考查化学方程式的书写和物质结构中电子排布图、电负性、化学键、杂化类型、分子结构和空间构型、晶胞计算等知识，综合性强，为物质结构常规考题形式，计算难度较大．