Question

碳、氮、氧、氟都是位于第二周期的重要的非金属元素。请回答下列问题：

（1）基态氟原子的核外电子排布式是______________ 。

（2）C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是_________________。

（3）碳和另外三种元素均可形成化合物。四氟化碳的空间构型为____________，CF4可以利用甲烷与Cl2和HF在一定条件下反应来制备，其反应方程式为___________；CO是__________分子(填“极性”或“非极性”)，CO的常见等电子体为N2、CN－，已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为___________；C3N4是一种新型材料，它的硬度比金刚石还高，可做切割工具，可推测出C3N4属于_________晶体。

（4）N4分子结构和白磷一样都是正四面体。又已知断裂1molN－N键吸收167kJ热量，生成1 molN≡N键放出942kJ热量，0.1 molN4转变为N2将放出____________热量：

（5）CaF2和CaC2都属于离子晶体。CaF2晶体的密度为a g·cm－3，则晶胞(如图)的体积是_______________(只要求列出算式)。

（6）CaC2晶体的晶胞与氯化钠相似，但由于CaC2晶体中的C存在，使晶胞沿一个方向拉长，则CaC2晶体中1个C周围距离最近且相等的Ca2＋数目为__________，C与O 互为等电子体，O的电子式为____________。

 

Answer 1

（1）1s22s22p5 (1分)（2）F＞N＞O＞C (2分)

（3）正四面体(1分) CH4 + 4 Cl2 + 4 HF CF4 + 8 HCl(2分)。

 

极性(1分) 1:1(或2:2)(1分) 原子(1分)

（4） 88.2 kJ(2分)（5）(2分)

（6） 4 (1分)(1分)

【解析】

试题分析：（1）氟是9号元素，基态原子的核外电子排布式是1s22s22p5；

（2） 第一电离能N因2p轨道电子半充满稳定而比O大，故 F＞N＞O＞C；

（3） 四氟化碳的空间构型为正四面体，制备反应是 CH4 + 4 Cl2 + 4 HF CF4 + 8 HCl；CO不对称，是极性分子；由N2确定HCN分子的结构式是H—C≡N，分子中σ键与π键数目之比为2:2=1:1；C3N4的硬度比金刚石还高，说明是原子晶体。

（4） N4分子结构和白磷一样都是正四面体，说明有6个N－N。由N4=2 N2可知，0.1 molN4转变为N2将放出热量为0.1×(6×167-2×942)= 88.2 (kJ)。

（5）晶胞中的Ca2+是4个，F-是8个，由密度为a g·cm－3=

得CaF2晶胞的体积：。

（6）CaC2晶体的晶胞与氯化钠相似，Cl-的周围距离最近有6个Na+，由于CaC2晶体中的C存在，使晶胞沿一个方向拉长，使2Ca2＋拉远了，实验CaC2晶体中1个C周围距离最近且相等的Ca2＋数目为4，C 与N2等电子体，故O与N2等电子体，电子式是。

 

考点：化学与STS问题。