Question

C、N、Si、Fe等元素及其化合物有重要的應用。

（1）上述四種元素的原子中，未成對電子數最多的元素是_________________。

（2）C元素是形成有機物的主要元素，下列分子中含有sp和sp3雜化方式的是__________（填寫序號）。

（3）繼C₆₀之后，科學家又合成了Si₆₀、N₆₀。C、Si、N原子電負性由大到小的順序是____________（用元素符號表示）。Si₆₀分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩定結構，則Si₆₀分子中π鍵的數目為____________。

（4）一定條件下，C元素可形成多種晶體。圖1是其中某種晶體的一個晶胞，該晶胞中含有___________個C原子。

（5）圖2為金屬鐵某種晶體的晶胞結構，已知該晶體的密度為a g/cm³ 為阿伏加德羅常數的值，則該晶胞的體積為_________cm³.

 

Answer 1

【答案】

（8分）（1）Fe或鐵（2分）  （2）d（1分）  （3）N＞C＞Si（1分）  30（1分）

（4）8（1分）  （5）（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據構造原理可知，C、N、Si、Fe的核外電子排布分別是1s²2s²2p²、1s²2s²2p³、1s²2s²2p⁶3s²3p²、1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，所以未成對電子數最多的元素是鐵。

（2）苯環是平面型結構，則甲苯中碳原子是sp²和sp³雜化；甲烷是烷烴，碳原子是sp³雜化；碳碳雙鍵是平面型結構，則丙烯分子中碳原子是sp²和sp³雜化；碳碳三鍵是直線型結構，所以1－丁炔分子中碳原子是sp和sp³雜化，答案選d。

（3）非金屬性越強，電負性越大，則C、Si、N原子電負性由大到小的順序是N＞C＞Si；Si₆₀分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩定結構，所以每個Si原子形成2個單鍵和1個雙鍵，則雙鍵個數是60÷2＝30，又因為雙鍵都是由1個δ鍵和1個π鍵構成的，因此Si₆₀分子中π鍵的數目為30。

（4）根據晶胞的結構并依據均攤法可知，晶胞中含有的碳原子數＝8×＋6×＋4＝8個。

（5）鐵是體心立方堆積，晶胞中含有的鐵原子數＝8×＋1＝2個，則×N_A=2，解得V＝。

考點：考查核外電子排布、電負性比較、雜化軌道類型、π鍵、晶體化學式的判斷和晶體體積的計算等