Question

【化学—物质结构与性质】

碳是形成化合物种类最多的元素。

（1）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为______，碳的最简单气态氢化物中心原子的杂化类型为___________。

（2）类肉素[(SCN)₂]的结构式为NC—S—S—CN。其分子中键和键的个数比为__________；该物质对应的酸有两种，理论上硫氰酸(H—S—CN)的沸点低于异硫氰酸(H—N=C=S)的沸点，其原因是___________________。

（3）位于第四周期VIII族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同的元素，其基态原子的价层电子排布式为 ____________。

（4）碳化硅的结构与金刚石类似，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能，其晶胞结构如图所示(其中·为碳原子，○为硅原子)。每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有_____个；设晶胞边长为a cm，密度为b g·cm^-3，则阿伏加德罗常数可表示为__________(用含a、b的式子表示)．

Answer

（1）N>O>C,sp3；（2）5：4，异硫氰酸分子间形成氢键而硫氰酸分子间不能形成氢键；（3）3d84s2；（4）4，160/（a3×b）。

【解析】

试题分析：（1）第一电离能的规律：同周期从左向右第一电离能增大，但是ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA，因此N>O>C，碳的最简单气态氢化物为CH4，根据甲烷的结构简式，中心原子为C有4个δ键，无孤对电子，价层电子对数4，即sp3杂化；（2）两个原子成键只能生成1个δ键，单键只有δ键，双键有1个δ键1个π键，叁键有1个δ键2个π键，该分子中有5个δ键，4个π键，比值为5：4，沸点高低判断：①结构相似，看相对分子质量，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高；②有分子间氢键的沸点高，形成氢键的条件：a.必须有氢，且氢与电负性大半径小的原子（N、O、F）形成共价键，b.吸引氢形成氢键的原子要电负性大且半径小（N、O、F），异硫氰酸具有形成氢键的条件，有分子间氢键的物质它的熔沸点比没有分子间氢键的物质高，原因：异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能；（3）基态碳原子位于周期表第二周期ⅣA族元素，其未成对电子数2，第四周期Ⅷ族元素最后一个电子落在了3d轨道上，也有2个未成对电子，该元素是Ni，价电子排布是3d84s2；（4）根据晶胞结构，每个碳原子周围与其距离 最近的硅原子有4个，结构中含有的碳原子的个数8×1/8+6×1/2=4,SiC的物质的量为4/NAmol，根据ρ=m/v=4×40/(NA×a3)，整理解得：NA=160/(a3×b)。

考点：考查第一电离能、杂化类型、δ和π键、晶胞等相关知识。