Question

元素H、C、N、O、F都是重要的非金屬元素，F(xiàn)e、Cu是應(yīng)用非常廣泛的金屬．
（1）Fe元素基態(tài)原子的核外電子排布式為

 

．
（2）C、H元素形成的化合物分子中共有16個(gè)電子，該分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù) 比為

 

（3）C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)椋ㄓ迷�素符�?hào)表示）

 

（3）在測定HF的相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)，實(shí)驗(yàn)測得值一般高于理論值，其主要原因是

 

（5）C、N兩元素形成的化合物C₃N₄形成的原子晶體，結(jié)構(gòu)類似 金剛石，甚至硬度超過金剛石，其原因是

 

（6）如圖為石墨晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，該晶胞中含有C原子的個(gè)數(shù)為

 

．

Answer 1

分析：（1）Fe是26元素，核外電子數(shù)為26，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫；
（2）C、H元素形成的化合物分子中共有16個(gè)電子，該烴分子式為C₂H₄，分子中含有4個(gè)C-H、1個(gè)C=C雙鍵，雙鍵為1個(gè)σ鍵、1π鍵；
（3）同周期自左而右元素第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子的2p能級(jí)含有3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，失去第1個(gè)電子需要的能量較大；
（4）F元素電負(fù)性很大，分子之間形成氫鍵，以形成締合分子；
（5）原子晶體中化學(xué)鍵鍵長越短，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定；
（6）由石墨晶胞結(jié)構(gòu)可知，∠bab′=60°，∠aba′=120°，故頂點(diǎn)a相應(yīng)位置碳原子為12個(gè)晶胞共用，頂點(diǎn)b相應(yīng)位置為棱上碳原子為6個(gè)晶胞共用，面上為2個(gè)晶胞共用，晶胞內(nèi)部含有1個(gè)碳原子，ad相應(yīng)棱上碳原子為6個(gè)晶胞共用，bc相應(yīng)棱上碳原子為3個(gè)晶胞共用，利用相應(yīng)物質(zhì)均攤法計(jì)算．

解答：解：（1）Fe是26元素，核外電子數(shù)為26，態(tài)原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（2）C、H元素形成的化合物分子中共有16個(gè)電子，該烴分子式為C₂H₄，分子中含有4個(gè)C-H、1個(gè)C=C雙鍵，雙鍵為1個(gè)σ鍵、1π鍵，故該分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比為5：1，
故答案為：5：1；
（3）同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢，N元素原子的2p能級(jí)有3個(gè)電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量降低，失去第一個(gè)電子需要的能量較高，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；
（4）F元素電負(fù)性很大，分子之間形成氫鍵，以形成締合分子（HF）_n，實(shí)驗(yàn)測得HF的相對(duì)分子質(zhì)量一般高于理論值，
故答案為：F元素電負(fù)性很大，分子之間形成氫鍵，以形成締合分子（HF）_n；
（5）N原子半徑小于C原子半徑，鍵長C-N＜C-C，故在C₃N₄形成的原子晶體中C-N鍵能更大，故其硬度超過金剛石，
故答案為：N原子半徑小于C原子半徑，鍵長C-N＜C-C，C-N鍵能更大；
（6）由石墨晶胞結(jié)構(gòu)可知，∠bab′=60°，∠aba′=120°，故頂點(diǎn)a相應(yīng)位置碳原子為12個(gè)晶胞共用，頂點(diǎn)b相應(yīng)位置為棱上碳原子為6個(gè)晶胞共用，面上為2個(gè)晶胞共用，晶胞內(nèi)部含有1個(gè)碳原子，ad相應(yīng)棱上碳原子為6個(gè)晶胞共用，bc相應(yīng)棱上碳原子為3個(gè)晶胞共用，故晶胞中含有的AC原子數(shù)目為：
4×

1

12

+4×

1

6

+2×

1

2

+1+2×

1

6

+2×

1

3

=4，故答案為：4．

點(diǎn)評(píng)：本題考查核外電子排布規(guī)律、電離能、氫鍵、晶體性質(zhì)、晶胞計(jì)算等，難度中等，（6）中碳原子數(shù)目計(jì)算為難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)，學(xué)生容易按立方體進(jìn)行計(jì)算，但不影響計(jì)算結(jié)果，要考慮石墨層為正六邊形結(jié)構(gòu)，確定圖中上下面不是矩形．