Question

【題目】碳是形成化合物種類最多的元素。

（1）C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為______，碳的最簡單氣態(tài)氫化物中心原子的雜化類型為___________。

（2）類鹵素[(SCN)2]的結(jié)構(gòu)式為NC—S—S—CN，其分子中σ鍵和π鍵的個數(shù)比為__________；該物質(zhì)對應的酸有兩種，理論上硫氰酸(H—S—CN)的沸點低于異硫氰酸(H—N=C=S)的沸點，其原因是___________________。

（3）位于第四周期VIII族，其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同的元素，其基態(tài)原子的價層電子排布式為 ____________。

（4）碳化硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似，其硬度僅次于金剛石，具有較強的耐磨性能，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(其中·為碳原子，○為硅原子)。每個碳原子周圍與其距離最近的硅原子有_____個；設晶胞邊長為a cm，密度為b g·cm-3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為__________(用含a、b的式子表示)。

Answer 1

【答案】N>O>C sp3 5：4 異硫氰酸分子間形成氫鍵，而硫氰酸分子間不能形成氫鍵 3d84s2 4

【解析】

（1）同周期從左向右第一電離能呈增大趨勢，但同周期ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA，因此第一電離能由大到小的順序為N>O>C；碳的最簡單氣態(tài)氫化物為CH4，根據(jù)甲烷的結(jié)構(gòu)簡式，中心原子為C有4個σ鍵，無孤對電子，價層電子對數(shù)4，為sp3雜化；

（2）單鍵只有σ鍵，雙鍵有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵有1個σ鍵和2個π鍵，N≡C—S—S—C≡N中有5個σ鍵、4個π鍵，比值為5：4；異硫氰酸中含N—H鍵，異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸分子間不能形成氫鍵，故理論上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸點低于異硫氰酸(H—N=C=S)的沸點；

（3）基態(tài)碳原子位于周期表第二周期ⅣA族元素，有2個未成對電子，第四周期Ⅷ族元素最后一個電子填充在3d軌道上，也有2個未成對電子，該元素是Ni，價層電子排布是3d84s2；

（4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，每個碳原子周圍與其距離最近的硅原子有4個；結(jié)構(gòu)中含有的碳原子的個數(shù)8×+6×=4，Si原子的個數(shù)為4，晶胞的質(zhì)量為g，晶胞的體積為a3cm3，則g=bg/cm3×a3cm3，解得NA= 。