Question

【題目】A 、B 、C 、D 、E是原子序數依次增加的短周期元素。

已知A是形成化合物種類最多的元素， B的第一電離能至第四電離能分別是932kJ·mol－1、1821kJ·mol－1、15390kJ·mol－1、21771kJ·mol－１；C元素原子核外最外層成對電子對數與其單電子數相等；D元素的常見單質的鍵能是雙原子分子中最大的；E的氧化物是光電纖維的成分。F位于周期表中第四周期IIB族。回答下列問題：

（1）F元素原子的外圍電子排布式____.在F元素的硫酸鹽中逐滴滴入NaOH溶液至過量得到透明澄清的無色溶液，該溶液中含有一種帶兩個單位負電荷的配離子，則F元素的硫酸鹽與過量NaOH溶液反應的化學方程式為_____

（2）B與氯元素形成的化合物的立體構型為_____

（3）C元素可形成多種單質。其中是一種單質的分子式為C60 則C60的為_____晶體，在該晶體中每個C原子只與相鄰的3個C原子形成化學鍵，C60分子中只含有五邊形和六邊形。其結構如圖１所示。則1molC60分子中含______molσ鍵

（4）A、C 、D三元素形成的一種分子，其化學式為 A６C３D６，該分子結構與苯相似,其結構中含有三個-DA2，則A６C３D６的結構簡式為_____。該分子中電負性最大的元素的雜化軌道類型是_____

（5）C與 E兩元素空間網狀結構的晶體。其晶胞如圖2所示。查閱資料可知該晶體的熔點低于金剛石，其理由是____，若該晶胞邊長為a cm，碳原子直徑為b cm，硅原子直徑為c cm，則該晶胞的空間利用率為_______(用含a.b.c的式子表示)。

Answer 1

【答案】 3d104s2 ZnSO4+4NaOH=Na2〔Zn(OH)4〕+ Na2SO4 直線形 分子 90 sp2、sp3 兩者都是原子晶體，C-Si鍵長長于C-C鍵長 ×100%

【解析】A 、B 、C 、D 、E是原子序數依次增加的短周期元素。A是形成化合物種類最多的元素，A為H元素； B的第一電離能至第四電離能分別是932kJ·mol－1、1821kJ·mol－1、15390kJ·mol－1、21771kJ·mol－１，則B為第ⅡA族元素，為Be元素；C元素原子核外最外層中成對電子對數與其單電子數相等，則C為C元素；D元素的常見單質的鍵能是雙原子分子中最大的，D為N元素；E的氧化物是光電纖維的成分，E為Si元素，F位于周期表中第四周期IIB族，F為Zn元素。

（1）F為Zn元素，Zn原子的外圍電子排布式為3d104s2，在硫酸鋅中逐滴滴入NaOH溶液至過量得到透明澄清的無色溶液，該溶液中含有一種帶兩個單位負電荷的配離子，反應的化學方程式為ZnSO4+4NaOH=Na2〔Zn(OH)4〕+ Na2SO4，故答案為：3d104s2；ZnSO4+4NaOH=Na2〔Zn(OH)4〕+ Na2SO4；

（2）B 為Be元素，與氯元素形成的化合物為BeCl2，其中Be的價層電子對數為2，沒有孤電子對，立體構型為直線形，故答案為：直線形；

（3）該單質的分子式為C60　則C60的為分子晶體；分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學鍵，根據C的四價原理可知，每個碳原子形成2個單鍵和1個雙鍵，根據均分法，每個碳原子含有 個共價鍵，則60個碳原子含有90個共價鍵，則1molC60分子中含90molσ鍵，故答案為：分子；90；

（4）A、C 、D三元素形成的一種分子，其化學式為 H６C３N６，該分子結構與苯相似,其結構中含有三個-NH2，則H６C３N６的結構簡式為。元素的非金屬性越強，電負性越大，該分子中電負性最大的元素是N，分子中N原子有2種，其中-NH2中N原子的價層電子對數為3+×（5-1×2-1）=4，采用sp3雜化，=N-中的N原子的價層電子對數為2+×（5-3）=3，采用sp2雜化，故答案為：；sp2、sp3；

（5）根據均攤法計算晶胞中Si原子數目=8×+6×=4、C原子數目=4，晶胞邊長為a cm，則晶胞體積為a3cm3，碳原子直徑為b cm，則晶胞中C原子總體積=4××π×（ b）3cm3=πb3cm3，硅原子直徑為c cm，則晶胞中Si原子總體積=4××π×（c）3cm3=πc3cm3，故晶胞中C、Si原子總體積=πb3cm3+πb3cm3=π（b3+c3）cm3，故晶胞的空間利用率=×100%=×100%，故答案為：兩者都是原子晶體，C-Si鍵長長于C-C鍵長；×100%。