Question

(12分) 碳及其化合物与人类关系密切

（1）碳原子的价层电子排布图为         ，C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序为         ，在丙烯分子中碳原子的杂化方式为                        。

（2）固体CO₂俗称干冰，干冰可用于人工降雨的原因是                      ，干冰晶体内存在的粒子间作用力有                        ，其中一个分子周围紧邻的分子有     个。干冰为面心立方晶体，若其晶胞边长为apm, 列式表示该晶体的密度     g·cm^-3 (只列出表达式，不必化简)。

（3）金刚石的晶胞如下图(均为同种原子)，碳原子的配位数是           ，碳原子与碳碳键个数比为           ，碳原子空间利用率为            （计算结果保留两位有效数字。=1.41  =1.73）。

Answer

（12分，除标注外，其他每空1分）

（1） ； N＞O＞C ； SP2、SP3

（2） 干冰沸点低，挥发时吸收热量使水蒸气凝结为液体而降落

共价键、分子间作用力 ； 12

4×44/NA(a×10-10)3 （2分）

（3） 4 1：2 34% （2分）

【解析】

试题分析：（1）C原子的最外层是4个电子，排布式为2s22p2，则排布图为；同周期元素的第一电离能随核电荷数的增加而增大，但N原子的2p轨道未半充满的稳定状态，所以N元素的第一电离能大于O，则C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>C；在丙烯分子中，C原子周围形成4个

（2）干冰是二氧化碳的固体，干冰升华时吸收热量，使水蒸气凝结为液体而降落；干冰分子内是共价键，分子间是范德华力；干冰是面心立方堆积，所以每个二氧化碳分子周围紧邻的二氧化碳分子有12个；干冰晶胞中二氧化碳分子的个数是8×1/8+6×1/2=4，1pm=10-10cm，则晶胞的密度为4×44/NA(a×10-10)3；

（3）金刚石晶体中，每个C原子周围与该C原子距离相等且最近的C原子有4个，每个C原子形成4个共价键，属于该C原子的共价键数是4×1/2=2，所以碳原子与碳碳键个数比是1:2；设金刚石的晶胞边长为a，则该晶胞内有4+8×1/8+6×1/2=8个C原子，C原子半径为r，则体对角线为a=8r，所以空间利用率为8×4/3πr3/a3=34%。

考点：考查原子结构的判断，物质性质和结构的判断，晶胞计算，空间利用率的计算