2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学52岁的安德烈·海姆和36岁的康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料领域的卓越研究。科学家预测，该材料有可能代替晶体硅在电子工业的地位，从而引发电子工业的新革命。目前晶体硅在电子工业中的作用是
A．制光导纤维 B．制半导体 C．制耐高温材料 D．制硅橡胶
现有部分前四周期元素的性质或原子结构如下表：
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元素编号 |
元素性质或原子结构 |
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A |
原子的电子排布图为 |
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B |
常温下单质为双原子分子，原子间形成三对共用电子对 |
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C |
原子的s轨道电子数等于p轨道电子数，元素的最低负价为-2价 |
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D |
二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构 |
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E |
原子序数是D两倍， |
根据以上情况，回答下列问题：(答题时A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)
（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 ；
（2）B的氢化物的分子空间构型是 ，该氢化物的等电子体是 ；
（3）E的价电子排布式是 ，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，三个氯离子位于外界，ECl3形成的配合物的化学式为 ；
（4）AC2在高温高压下所形成的晶胞如右图所示。该晶体的类型属于 （选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”）晶体，该晶体中A原子的杂化形式为 ；
（5）D 的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构
的知识解释发光的原因： 。
氮是地球上极为丰富的元素。
（1）N2是大气的主要成分之一，由于分子中键能很大，所以性质稳定。已知N≡N的键能为946 kJ·mol－1，N—N单键的键能为193 kJ·mol－1。
计算：N2分子中“π”键的键能约为 ；
结论：N2分子中“σ”和“π”键的稳定性 。
（2）氮的氧化物是大气污染物之一。为了消除污染，科研人员设计了同时消除二氧化硫和氮的氧化物的方法，其工艺流程如下：
其中清除室、分解室发生的反应如下：
清除室：NO + NO2 = N2O3 N2O3 + 2H2SO4 = 2NOHSO4 + H2O
分解室：4NOHSO4 + O2 + 2H2O = 4H2SO4 + 4NO2
回答下列问题：
Ⅰ．①和②分别为（写化学式） 、 ；
Ⅱ．氧化室发生的反应是 ；
（3）金属氮化物是一类重要的化学物质，有着特殊的用途。某金属离子（M+）与N3—形成的晶体结构如右图所示。其中M+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它M+的符号是 ，与同一个N3－相连的M+有 个。
（4）NH3既是重要的工业产品，又是主要的工业原料。以NH3为原料生产硝酸铵的过
程如下：
其中反应②为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3 原料气为氨气和空气的混合物，假设空气中氧气的体积分数为0.2。
Ⅰ．写出反应①的化学方程式 。若不考虑副反应且各步反应均完全，生产过程中原料气中的氨气（不包含第③步被硝酸吸收的氨气）和空气中氧气恰好全部转化为硝酸，则原料气中制备硝酸的氨气和氧气的体积比为 。
Ⅱ．若实际生产中，反应①中氨的转化率（或利用率）为70%，反应②中NO的转化率为90%，反应③中氨和硝酸均完全转化。则生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为多少？（写出计算过程）
下表列出前20号元素中的某些元素性质的一些数据：
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元素 性质 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
J |
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原子半径（10-10m） |
1.02 |
2.27 |
0.74 |
1.60 |
0.77 |
1.10 |
0.99 |
1.86 |
0.75 |
1.17 |
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最高价态 |
+6 |
+1 |
— |
+2 |
+4 |
+5 |
+7 |
+1 |
+5 |
+4 |
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最低价态 |
-2 |
— |
-2 |
— |
-4 |
-3 |
-1 |
— |
-3 |
-4 |
根据上表回答下列问题：
（1）C、I的氢化物可相互混溶在一起，请解释其可能的原因
；
(2) 写出E的单质与I元素的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式：
；
（3）上述E、F、G三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足8电子稳定结构的是 （写分子式）；元素E、H、I形成的化合物HEI，其电子式为
，该化合物中共形成 个σ键， 个π键；
（4）元素B、D、H与C组成的化合物B2C、DC、H2C的熔点高低顺序为 ，其原因是 ；
（5）A和J相比较，非金属性较弱的是 （填元素名称），可以验证你的结论的是下列中的 （填编号）。
a．氢化物中X—H键的键长（X代表A和J两元素） b．单质分子中的键能
c．两单质在自然界的存在 d．含氧酸的酸性
e．气态氢化物的稳定性和挥发性 f．两元素的电负性
碳元素是形成单质及其化合物种类最多的元素。回答下列有关问题。
（1）碳元素可形成多种不同形式的单质，下列是几种单质的结构图
a 
b 
c 
观察上述结构，判断a中碳原子的杂化方式为 ，b对应的物质是 ，
c是C60的分子结构模型，在每个C60分子中形成的σ键数目为 。
（2）在C60单质中，微粒之间的作用力为 ，C60能与金属钾化合生成具有超导性的K3C60，在K3C60中阴阳离子个数比为1∶3，则K3C60属于 晶体。
（3）CO是碳元素的常见氧化物，分子中C原子上有一对孤对电子，与N2互为等电子体，则CO的结构式为 ；写出另一与CO互为等电子体的化学式 。
（4）CO可以和很多过渡金属形成配合物。金属镍粉在CO气流中轻微地加热，可生成液态的Ni(CO)4，用配位键表示Ni(CO)4 的结构为 ；写出基态Ni原子的电子排布式 。
（5）科学发现，C和Ni、Mg元素的原子形成的晶体也具有超导性，其晶胞的结构特点如右图，则该化合物的化学式为 ； C、Ni、Mg三种元素中，电负性最大的是 。
（6）碳的氢化物甲烷在自然界中广泛存在，其中可燃冰是有待人类开发的新能源。可燃冰是一种笼状结构，CH4分子存在于H2O分子形成的笼子中（如右图所示）。两种分子中，共价键的键能 ；CH4分子与H2O分子的分子量相差不大，但两种物质的熔沸点相差很大，其主要原因是 。
已知常见物质A～J 可以发生如下图所示的转化，反应中部分生成物已略去。其中，构成单质A的原子最外层电子数是次外层的2倍；组成C的两种元素位于周期表的同一主族，其价电子构型可表示为ns2np4；B在固态时属于分子晶体，其晶胞结构如下图所示。
请回答下列问题：
（1）G单质对应的元素在周期表中位置是 ；
（2）写出E的两种用途是 ；
说明E的熔沸点明显高于B的主要原因是 ；
（3）反应①的化学方程式是 ；
反应④可能的离子方程式是 ；
反应⑤的离子方程式是 ；
（4）①～⑤的反应中属于氧化还原反应的是 。
