Question

下列关于碳和碳的化合物的结构和性质中

（1）和碳同一主族的硅原子中能量最高的电子处在______电子层上（填写电子层符号），最外层有___种运动状态不同的电子，碳原子核外有______种能量不同的电子，有______种不同形状的电子云．

（2）1个C原子的单键氢化物分子是CH₄，2个C原子的单键氢化物分子则为C₂H₆．以下各对分子间不存在类似关系的是_________

A．NH₃与N₂H₄    B．H₂O与H₂O₂    C．SF₆与S₂F₁₀    D．SCl₄与S₂Cl₂

（3）金刚石的熔点低于石墨，原因可能是________

A．石墨中还有范德华力

B．石墨熔化也要破坏共价键，且键长更短

C．石墨热稳定性更好

（4）已知常温下，H₂CO₃：K_i1=4.3x10^﹣7、K_i2=5.6x10^﹣11．结合H⁺的能力Na₂CO₃溶液______（填”＞”、”＜”或“=”）NaHCO₃溶液，设计简单实验证明：______．

（5）在1L 0.3mol/L的NaOH溶液中，通入4.48LCO₂（标准状况），反应后所得溶液中离子的浓度之间有一些等量关系，例如：．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^﹣）+2c（CO₃^2﹣）+c（OH^﹣），另外对此溶液中存在的离子按浓度由大到小排序为______．

Answer

M 4 3 2 D B ＞ 取等浓度等体积的NaHCO3和Na2CO3溶液混于同一烧杯中，加入稀盐酸，边滴边搅拌，若一段时间无气泡，则Na2CO3结合H+能力强 c(Na+)＞c(HCO3﹣)＞c(CO32﹣)＞c(OH﹣)＞c(H+)

【解析】

(1)离核越远电子的能量越高，Si原子最外层含有4个电子；碳原子核外电子填充在三个轨道内，s轨道为球形，p轨道为纺锤形；

(2)根据两个中心原子形成一条共价单键，相应的减少2个H或F或Cl原子分析，2个中心原子结合的原子（H、F、Cl）数等于一个中心原子的2倍﹣2；

(3)石墨与金刚石在熔化时破坏共价键，共价键键长越短，键能越大，共价键越稳定，熔点越高，据此分析；

(4)电解质越弱，其相应的阴离子结合质子能力越强，常温下，H2CO3：Ki1=4.3x10﹣7＞Ki2=5.6x10﹣11，电离强弱顺序是碳酸的一级电离大于其二级电离，即结合H+的能力Na2CO3溶液大于NaHCO3溶液，根据同浓度的两溶液与盐酸反应生成气体的速率进行设计实验证明；

(5)n (CO2)==0.2mol、n(NaOH)=0.3mol/L×1L=0.3mol，则反应的可能方程式有：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，CO2+NaOH=NaHCO3，由于2＞=＞1，所以反应后产物为Na2CO3和NaHCO3，设所得产物中含Na2CO3为xmol，NaHCO3为ymol，则：x+y=0.1、2x+y=0.3，解得：x=0.1、y=0.1，在含等物质的量的碳酸钠、碳酸氢钠的溶液中，碳酸根离子水解大于碳酸氢根离子的水解，水解使溶液显碱性，以此来解答。

(1)离核越远电子的能量越高，Si原子核外电子分三层排布，最外层为M层，则能量最高的电子处在M层上，Si原子最外层含有4个电子，4个电子的运动状态均不同，所以最外层有4种运动状态不同的电子；碳原子核外电子填充在三个轨道内，三个轨道上的电子各不相同，所以碳原子核外有3种能量不同的电子，s轨道为球形，p轨道为纺锤形，则有2种不同形状的电子云；

(2)A．每个N原子能形成3条单键，两个N原子形成N﹣N，氢原子减少2个，2×3﹣2=4，故A正确；

B．一个O原子形成两条单键，两个O原子形成O﹣O单键，氢原子减少2个，2×2﹣2=2，故B正确；

C．一个S原子形成6条单键，两个S原子形成了S﹣S单键，F原子减少2个，2×6﹣2=10，故C正确；

D．在SCl4中一个S原子形成4条单键，2×4﹣2=6，两个S形成S﹣S单键所得到的分子式应为S2Cl6，故D错误；

答案选D；

(3)石墨与金刚石在熔化时破坏共价键，共价键键长越短，键能越大，共价键越稳定，熔点越高，石墨中共价键的键长比金刚石中共价键键长短，键能更大，所以石墨的熔点比金刚石的高，故答案选B；

(4)电解质越弱，其相应的阴离子结合质子能力越强，常温下，H2CO3：Ki1=4.3x10﹣7＞Ki2=5.6x10﹣11，电离强弱顺序是：碳酸的一级电离大于其二级电离，即结合H+的能力Na2CO3溶液大于NaHCO3溶液，取等浓度等体积的NaHCO3和Na2CO3溶液混于同一烧杯中，加入稀盐酸，边滴边搅拌，若一段时间无气泡，则Na2CO3结合H+能力强；

(5)n (CO2)==0.2mol、n(NaOH)=0.3mol/L×1L=0.3mol，则反应的可能方程式有：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，CO2+NaOH=NaHCO3，根据2＞=＞1可知反应后产物为：Na2CO3和NaHCO3，设所得产物中含Na2CO3为xmol，NaHCO3为ymol，则：x+y=0.1、2x+y=0.3解得：x=0.1、y=0.1，在含等物质的量的碳酸钠、碳酸氢钠的溶液中，c(Na+)最大，碳酸根离子水解大于碳酸氢根离子的水解，则c(HCO3﹣)＞c(CO32﹣)，水解使溶液显碱性，则c(OH﹣)＞c(H+)，显性离子大于隐性离子，则：c(HCO3﹣)＞c(CO32﹣)＞c(OH﹣)＞c(H+)，所以离子浓度大小为：c(Na+)＞c(HCO3﹣)＞c(CO32﹣)＞c(OH﹣)＞c(H+)。