Question

C、N、Si、Fe等元素及其化合物有重要的应用。

（1）上述四种元素的原子中，未成对电子数最多的元素是_________________。

（2）C元素是形成有机物的主要元素，下列分子中含有sp和sp3杂化方式的是__________（填写序号）。

（3）继C₆₀之后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀。C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是____________（用元素符号表示）。Si₆₀分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si₆₀分子中π键的数目为____________。

（4）一定条件下，C元素可形成多种晶体。图1是其中某种晶体的一个晶胞，该晶胞中含有___________个C原子。

（5）图2为金属铁某种晶体的晶胞结构，已知该晶体的密度为a g/cm³ 为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积为_________cm³.

Answer

（8分）（1）Fe或铁（2分）  （2）d（1分）  （3）N＞C＞Si（1分）  30（1分）

（4）8（1分）  （5）（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据构造原理可知，C、N、Si、Fe的核外电子排布分别是1s22s22p2、1s22s22p3、1s22s22p63s23p2、1s22s22p63s23p63d54s2，所以未成对电子数最多的元素是铁。

（2）苯环是平面型结构，则甲苯中碳原子是sp2和sp3杂化；甲烷是烷烃，碳原子是sp3杂化；碳碳双键是平面型结构，则丙烯分子中碳原子是sp2和sp3杂化；碳碳三键是直线型结构，所以1－丁炔分子中碳原子是sp和sp3杂化，答案选d。

（3）非金属性越强，电负性越大，则C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N＞C＞Si；Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，所以每个Si原子形成2个单键和1个双键，则双键个数是60÷2＝30，又因为双键都是由1个δ键和1个π键构成的，因此Si60分子中π键的数目为30。

（4）根据晶胞的结构并依据均摊法可知，晶胞中含有的碳原子数＝8×＋6×＋4＝8个。

（5）铁是体心立方堆积，晶胞中含有的铁原子数＝8×＋1＝2个，则×NA=2，解得V＝。

考点：考查核外电子排布、电负性比较、杂化轨道类型、π键、晶体化学式的判断和晶体体积的计算等