Question

能源的發(fā)展日益成為全世界、全人類共同關(guān)心的問題．
（1）A和B的單質(zhì)單位質(zhì)量的燃燒熱大，可用作燃料．已知A和B為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：

電離能（kJ/mol）	I1	I2	I3	I4
A	899	1 757	14 840	21 000
B	738	1 451	7 733	10 540

①請(qǐng)根據(jù)上述信息，寫出A基態(tài)原子的核外電子排布式：

 

．
②某同學(xué)根據(jù)上述信息，推斷B的核外電子排布如圖1所示，該同學(xué)所畫的電子排布圖違背了

 

．
（2）氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲(chǔ)存問題，C₆₀可用作儲(chǔ)氫材料．
①已知金剛石中C-C鍵的鍵長為154.45pm，C₆₀中C-C鍵的鍵長為145pm和140pm，有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為C₆₀的熔點(diǎn)高于金剛石，你認(rèn)為是否正確并闡述理由

 

．
②科學(xué)家把C₆₀和K摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖2所示，該物質(zhì)在低溫時(shí)是一種超導(dǎo)體．該物質(zhì)中K原子和C₆₀分子的個(gè)數(shù)比為

 

．
 ③已知CaO與NaCl的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu)，已知CaO晶體密度為ag?cm^-3，N_A表示阿伏加德羅常數(shù)，則CaO晶胞體積為

 

cm³．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）①根據(jù)A、B兩原子的第二、三電離能之間都有1個(gè)突躍，它們都是短周期元素推知元素A和元素B；
②由基態(tài)外圍電子排布式可知，3s能級(jí)未填滿就填充3p能級(jí)，而3s能級(jí)能量比3p能級(jí)低；
（2）①根據(jù)分子晶體的熔點(diǎn)與共價(jià)鍵的鍵能無關(guān)分析；
②根據(jù)晶胞的分配原則計(jì)算出每個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)各離子的個(gè)數(shù)；
③先計(jì)算一個(gè)氧化鈣分子的質(zhì)量，再用均攤法求出一個(gè)晶胞含有的陰陽離子數(shù)，然后根據(jù)V=

m

ρ

求出其體積．

解答： 解：（1）①表中A、B兩原子的第二、三電離能之間都有1個(gè)突躍，說明它們屬于ⅡA族，又它們都是短周期元素，且A的第一電離能比B大，因此A為Be元素，B為Mg元素，A基態(tài)原子的核外電子排布式為1s²2s²，故答案為：1s²2s²；
②由B原子的基態(tài)外圍電子排布式寫成了ns¹np¹，可知，3s能級(jí)未填滿就填充3p能級(jí)，3s能級(jí)能量比3p能級(jí)低，所以違背能量最低原理，
故答案為：能量最低原理；
（2）①因?yàn)镃₆₀構(gòu)成的晶體是分子晶體，影響分子晶體熔點(diǎn)的作用是分子間作用力；而金剛石構(gòu)成的晶體是原子晶體，影響原子晶體熔點(diǎn)的作用是原子間共價(jià)鍵，共價(jià)鍵作用大大與分子間作用力，因此金剛石的熔點(diǎn)高于C₆₀，所以盡管C₆₀中C-C鍵的鍵能可能大于金剛石，但其熔化時(shí)并不破壞化學(xué)鍵，因此比較鍵能沒有意義，
故答案：不正確，C₆₀是分子晶體，熔化時(shí)不需破壞化學(xué)鍵；
②在晶胞中，K原子在面心上和C₆₀分子在頂點(diǎn)和中心，則其個(gè)數(shù)比為

6×2× 1 2

8× 1 8 +1

=

3

1

，
故答案：3：1；
③1個(gè)“CaO”的質(zhì)量為=

56g/mol

NA/mol

=

56

NA

，而用均攤法算出一個(gè)晶胞含有4個(gè)“CaO”，即一個(gè)晶胞質(zhì)量為

56

NA

×4=

224

NA

g，又有ρ=

m

ρ

，則V=

m

ρ

，
V=

224

NA

g÷ag/cm³=

224

aNA

cm³，則CaO晶胞體積為

224

aNA

cm³，
故答案為：

224

aNA

．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了電子排布式、分子的空間構(gòu)型等，試題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，側(cè)重于物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)的綜合考查，題目難度中等．