Question

碳、氮、氧、氟都是位于第二周期的重要的非金屬元素。請回答下列問題：

（1）基態(tài)氟原子的核外電子排布式是______________ 。

（2）C、N、O、F四種元素第一電離能從大到小的順序是_________________。

（3）碳和另外三種元素均可形成化合物。四氟化碳的空間構(gòu)型為____________，CF4可以利用甲烷與Cl2和HF在一定條件下反應來制備，其反應方程式為___________；CO是__________分子(填“極性”或“非極性”)，CO的常見等電子體為N2、CN－，已知CN－與N2結(jié)構(gòu)相似，推算HCN分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為___________；C3N4是一種新型材料，它的硬度比金剛石還高，可做切割工具，可推測出C3N4屬于_________晶體。

（4）N4分子結(jié)構(gòu)和白磷一樣都是正四面體。又已知斷裂1molN－N鍵吸收167kJ熱量，生成1 molN≡N鍵放出942kJ熱量，0.1 molN4轉(zhuǎn)變?yōu)镹2將放出____________熱量：

（5）CaF2和CaC2都屬于離子晶體。CaF2晶體的密度為a g·cm－3，則晶胞(如圖)的體積是_______________(只要求列出算式)。

（6）CaC2晶體的晶胞與氯化鈉相似，但由于CaC2晶體中的C存在，使晶胞沿一個方向拉長，則CaC2晶體中1個C周圍距離最近且相等的Ca2＋數(shù)目為__________，C與O 互為等電子體，O的電子式為____________。

 

Answer 1

（1）1s22s22p5 (1分)（2）F＞N＞O＞C (2分)

（3）正四面體(1分) CH4 + 4 Cl2 + 4 HF CF4 + 8 HCl(2分)。

 

極性(1分) 1:1(或2:2)(1分) 原子(1分)

（4） 88.2 kJ(2分)（5）(2分)

（6） 4 (1分)(1分)

【解析】

試題分析：（1）氟是9號元素，基態(tài)原子的核外電子排布式是1s22s22p5；

（2） 第一電離能N因2p軌道電子半充滿穩(wěn)定而比O大，故 F＞N＞O＞C；

（3） 四氟化碳的空間構(gòu)型為正四面體，制備反應是 CH4 + 4 Cl2 + 4 HF CF4 + 8 HCl；CO不對稱，是極性分子；由N2確定HCN分子的結(jié)構(gòu)式是H—C≡N，分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為2:2=1:1；C3N4的硬度比金剛石還高，說明是原子晶體。

（4） N4分子結(jié)構(gòu)和白磷一樣都是正四面體，說明有6個N－N。由N4=2 N2可知，0.1 molN4轉(zhuǎn)變?yōu)镹2將放出熱量為0.1×(6×167-2×942)= 88.2 (kJ)。

（5）晶胞中的Ca2+是4個，F(xiàn)-是8個，由密度為a g·cm－3=

得CaF2晶胞的體積：。

（6）CaC2晶體的晶胞與氯化鈉相似，Cl-的周圍距離最近有6個Na+，由于CaC2晶體中的C存在，使晶胞沿一個方向拉長，使2Ca2＋拉遠了，實驗CaC2晶體中1個C周圍距離最近且相等的Ca2＋數(shù)目為4，C 與N2等電子體，故O與N2等電子體，電子式是。

 

考點：化學與STS問題。