Question

硅與金剛砂（SiC）是兩種重要的工業(yè)產(chǎn)品，它們都可由二氧化硅與碳反應(yīng)制得．
（1）基態(tài)Si原子的電子排布式為

 

；Si與C相比，電負(fù)性較大的是

 

（填元素符號(hào)）．
（2）如圖1中X可與氧氣反應(yīng)生成Y，Y分子的中心原子雜化軌道類(lèi)型是

 

，鍵角是

 

．
（3）由SiO₂生成SiC的化學(xué)方程式是

 

．
（4）SiC的一種晶體與晶體硅的結(jié)構(gòu)相似，其中C原子和Si原子的位置是交替的，在SiC中最小的環(huán)上有

 

個(gè)原子，SiC與晶體硅相比，SiC熔點(diǎn)較高，原因是

 

．
（5）SiC晶胞如圖2所示，Si-C的鍵能為a kJ?mol^-1，理論上分解l mol SiC形成氣態(tài)原子所需要的能量為

 

kJ（用含a的式子表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,晶體的類(lèi)型與物質(zhì)熔點(diǎn)、硬度、導(dǎo)電性等的關(guān)系,原子軌道雜化方式及雜化類(lèi)型判斷

專(zhuān)題：

分析：（1）根據(jù)核外電子排布規(guī)則可知Si原子的電子排布式，依據(jù)非金屬性判斷電負(fù)性；
（2）依據(jù)圖示可知X為CO，CO與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳為直線(xiàn)形分子，其中C原子采取sp雜化；
（3）SiO₂和焦炭反應(yīng)生成碳化硅和CO；
（4）晶體硅中最小的為六元環(huán)，含有6個(gè)原子，SiC與硅晶體相似，因此也含有6個(gè)原子；原子晶體熔沸點(diǎn)的高低取決于共價(jià)鍵的穩(wěn)定性；
（5）依據(jù)晶胞計(jì)算方法計(jì)算即可．

解答： 解：（1）基態(tài)Si原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p²，同主族自下而上電負(fù)性逐漸增大，因此電負(fù)性：C＞Si，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p²；C；
（2）CO與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳為直線(xiàn)型分子，C原子采取sp雜化方式，故答案為：sp；180°；
（3）SiO₂和焦炭反應(yīng)生成碳化硅和CO，化學(xué)方程式為：SiO₂+3C

高溫  .

SiC+2CO；故答案為：SiO₂+3C

高溫  .

SiC+2CO；
（4）晶體硅中最小的為六元環(huán)，含有6個(gè)原子，SiC與硅晶體相似，因此也含有6個(gè)原子，兩者都是原子晶體，結(jié)構(gòu)和組成相似，Si-Si鍵長(zhǎng)大于Si-C鍵長(zhǎng)，Si-Si鍵能小，晶體硅的熔沸點(diǎn)低于碳化硅，
故答案為：6；兩者都是原子晶體，結(jié)構(gòu)和組成相似，Si-Si鍵長(zhǎng)大于Si-C鍵長(zhǎng)，Si-Si鍵能小，晶體硅的熔沸點(diǎn)低于碳化硅；
（5）SiC中，C位于頂點(diǎn)和面心，故C為：8×

1

8

+6×

1

2

=4，Si位于晶胞的中心，故Si為4，那么該晶胞即為Si₄C₄
，即l mol SiC中含有4mol共價(jià)鍵，故分解l mol SiC形成氣態(tài)原子所需要的能量為4akJ，故答案為：4a．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)中電子排布圖、電負(fù)性、化學(xué)鍵、雜化類(lèi)型、分子結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)型、晶胞計(jì)算等知識(shí)，綜合性強(qiáng)，為物質(zhì)結(jié)構(gòu)常規(guī)考題形式，計(jì)算難度較大．