Question

【題目】C、H、O、N 是構(gòu)成生命的基本元素，是中學(xué)化學(xué)研究的重要內(nèi)容之一。

(1)對(duì)碳原子核外兩個(gè)未成對(duì)電子的描述，正確的是_____

A. 電子云形狀不同

B. 自旋方向相同

C. 能量不同

D. 在同一軌道

(2)C、O、N 三種元素第一電離能由大到小的順序是_____

(3)HCHO 分子中碳原子軌道的雜化類型是_____，福爾馬林(HCHO 的水溶液)，HCHO 極易與水互溶的主要原因是_____

(4)在有機(jī)銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中其中一種反應(yīng)物是配合物，寫(xiě)出此配合物離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_____，提供孤電子對(duì)的成鍵原子是_____。

(5)如圖是金剛石晶胞，每個(gè)碳原子的配位數(shù)是_____；每個(gè)晶胞中含有的碳原子個(gè)數(shù)是_____；若晶胞的邊長(zhǎng)是anm，該晶胞中兩個(gè)碳原子之間的最短距離為_____nm。

Answer 1

【答案】B N＞O＞C sp2 HCHO與水分子間存在氫鍵 [Ag(NH3)2]+ N 4 8 a

【解析】

(1)碳原子的電子排布式為1s22s22p2，結(jié)合核外電子的排布規(guī)律分析判斷；

(2)C、O、N都是第二周期非金屬元素，同一周期元素，自左而右，第一電離能呈增大趨勢(shì)，結(jié)合N元素原子2p能級(jí)是半滿狀態(tài)分析排序；

(3)根據(jù)甲醛中的成鍵來(lái)分析碳原子的雜化類型，結(jié)合氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響分析解答；

(4)銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)物屬于配合物的是Ag(NH3)2OH，據(jù)此分析解答；

(5)根據(jù)金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)結(jié)合均攤法計(jì)算晶胞中含有的碳原子數(shù)；晶胞中兩個(gè)碳原子之間的最短距離為晶胞體對(duì)角線的，據(jù)此計(jì)算。

(1)A、碳原子核外兩個(gè)未成對(duì)電子，都屬于2p能級(jí)，p能級(jí)沿x、y、z軸的方向電子云密度大，呈現(xiàn)啞鈴型，則電子云形狀相同，故A錯(cuò)誤；B、p能級(jí)又分x、y、z三個(gè)相互垂直的軌道，電子優(yōu)先占據(jù)不同軌道，并且自旋方向相同，所以碳原子核外兩個(gè)未成對(duì)電子，自旋方向相同，故B正確；C、碳原子核外兩個(gè)未成對(duì)電子，都屬于2p能級(jí)，能量相同，故C錯(cuò)誤； D、p能級(jí)又分x、y、z三個(gè)相互垂直的軌道，電子優(yōu)先占據(jù)不同軌道，所以碳原子核外兩個(gè)未成對(duì)電子，不在同一軌道，故D錯(cuò)誤；故答案為：B。

(2)C、O、N都是第二周期非金屬元素，同一周期元素，自左而右，第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N元素原子2p能級(jí)是半滿的穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C，故答案為：N＞O＞C；

(3)甲醛分子中含有碳氧雙鍵，1個(gè)甲醛分子中含有2個(gè)碳?xì)?/span>σ鍵，1個(gè)碳氧σ鍵，共有3個(gè)σ鍵，則碳原子軌道的雜化類型為sp2雜化；福爾馬林是HCHO的水溶液，HCHO與水分子間存在氫鍵使得HCHO極易與水互溶，故答案為：sp2；HCHO與水分子間存在氫鍵；

(4)有機(jī)物的銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)物屬于配合物的是Ag(NH3)2OH，配合物離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為[Ag(NH3)2]+，NH3為配體，N原子中含有孤電子對(duì)，因此提供孤電子對(duì)的成鍵原子是N，故答案為：[Ag(NH3)2]+；N；

(5)根據(jù)圖示，在金剛石晶胞中，每個(gè)碳原子周圍有4個(gè)碳原子，碳原子的配位數(shù)是4；每個(gè)晶胞中含有的碳原子個(gè)數(shù)是8×+6×+4=8；晶胞中兩個(gè)碳原子之間的最短距離為晶胞體對(duì)角線的，因此最短距離為anm，故答案為：4；8；a。