Question

【題目】碳和硅是中學常見元素，其單質及化合物有獨特的性質和用途。回答問題：

（1）基態(tài)碳原子的電子排布圖為___，CO2屬于___分子（選填“極性”或“非極性”）；

（2）60克SiO2晶體中含有的Si-O鍵數(shù)目為___（用NA表示）；

（3）有機物M（）中碳的雜化類型有__，除氫原子之外的其它元素原子的第一電離能由大到小的順序為__；

（4）碳元素能形成多種單質如金剛石、石墨、C60等，回答下列問題：

（Ⅰ）C60的晶體類型是__晶體。

（Ⅱ）石墨是一種混合晶型，結構中具有的作用力有___。

a.共價鍵 b.分子間作用力 c.氫鍵 d.金屬鍵 e.離子鍵

（Ⅲ）金剛石晶胞結構如圖所示，假設金剛石晶胞的邊長為a cm，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則金剛石的密度可以表示為___g/cm3。

Answer 1

【答案】 非極性 4NA sp2、sp3雜化 N＞O＞C 分子 abd

【解析】

（1）基態(tài)碳原子的電子排布式為1s22s22p2，其電子排布圖為，CO2是直線形分子，正負電荷中心重合，屬于非極性分子；

（2）60克SiO2晶體為1mol，在SiO2晶體中，每個硅原子都連有4個氧原子，所以1mol SiO2晶體含有的Si-O鍵數(shù)目為4NA；

（3）中苯環(huán)上的碳原子是sp2雜化，支鏈上的碳原子是飽和碳原子，為sp3雜化；由于氮原子的2p上有3個電子，是穩(wěn)定的半充滿結構，失去一個電子比較困難，所以C、N、O的第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C；

（4）（Ⅰ）C60的晶體類型是分子晶體；

（Ⅱ）石墨是層狀結構，在同層內，碳原子通過sp2雜化和另外三個碳原子形成共價鍵，層和層之間是微弱的范德華力，同時每個碳原子還有一個未雜化的電子，可以自由移動，所以石墨中具有的作用力有共價鍵、分子間作用力和金屬鍵，故選abd；

（Ⅲ）一個金剛石晶胞中有8（=8×+6×+4×1）個碳原子，則一個晶胞的質量為g，所以金剛石的密度可以表示為g/cm3。