5.C和Si元素在化學(xué)中占有極其重要的地位:
(1)寫出Si的基態(tài)原子核外電子排布式1s22s22p63s23p2.從電負(fù)性角度分析,C、Si和O元素的非金屬活潑性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)镺>C>Si.
(2)CO2分子的空間構(gòu)型為直線形,中心原子的雜化方式為sp,和CO2 互為等電子體的氧化物是N2O.
(3)C、Si為同一主族的元素,CO2和SiO2化學(xué)式相似,但結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有很大不同.CO2中C與O原子間原子間形成σ鍵和π鍵,SiO2中Si與O原子間不形成上述π鍵.從原子半徑大小的角度分析,為何C、O原子間能形成,而Si、O原子間不能形成上述π鍵.Si原子比C原子半徑大,Si、O原子間距離較大,P-P軌道肩并肩重疊程度較小,不能形成上述穩(wěn)定的π鍵
(4)金剛砂(SiC)的硬度為9.5,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示;則金剛砂晶體類型為原子晶體,在SiC中,每個(gè)C原子周圍最近的C原子數(shù)目為12,若晶胞的邊長(zhǎng)為a pm,則金剛砂的密度為$\frac{1.6×10{\;}^{32}}{N{\;}_{A}}$.

分析 (1)Si原子核外共14個(gè)電子,按照能量最低原則書寫電子排布式;元素周期表中主族元素越靠右、越靠上電負(fù)性越大,F(xiàn)的電負(fù)性最大(為4.0);
(2)CO2分子為直線形結(jié)構(gòu),可知碳原子采取sp雜化方式,原子數(shù)目相等、價(jià)電子總數(shù)也相等的微;榈入娮芋w;
(3)Si原子比C原子半徑大,Si、O原子間距離較大;
(4)根據(jù)原子晶體的硬度大;每個(gè)碳原子連接4個(gè)硅原子,每個(gè)硅原子又連接其它3個(gè)碳原子,據(jù)此判斷每個(gè)C原子周圍最近的C原子數(shù)目;該晶胞中C原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,Si原子個(gè)數(shù)為4,根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算其密度.

解答 解:(1)Si是14號(hào)元素,Si原子核外共14個(gè)電子,按照能量最低原則電子先填入能量最低的1s軌道,填滿后再依次填入能量較高的軌道;其電子排布式為:1s22s22p63s23p2;從電負(fù)性的角度分析,O和C位于同一周期,非金屬性O(shè)強(qiáng)于C;C和Si為與同一主族,C的非金屬性強(qiáng)于Si,故由強(qiáng)到弱為O>C>Si,
故答案為:1s22s22p63s23p2; O>C>Si;
(2)CO2分子為直線形結(jié)構(gòu),可知碳原子采取sp雜化方式,原子數(shù)目相等、價(jià)電子總數(shù)也相等的微;榈入娮芋w,和CO2 互為等電子體的氧化物是N2O,
故答案為:直線形;sp;N2O;
(3)CO2中C與O原子間形成σ鍵和π鍵,SiO2中Si與O原子間不形成上述π鍵,是因Si原子比C原子半徑大,Si、O原子間距離較大,P-P軌道肩并肩重疊程度較小,不能形成上述穩(wěn)定的π鍵,故答案為:Si原子比C原子半徑大,Si、O原子間距離較大,P-P軌道肩并肩重疊程度較小,不能形成上述穩(wěn)定的π鍵;
(4)金剛砂(SiC)的硬度為9.5,屬于原子晶體;每個(gè)碳原子連接4個(gè)硅原子,每個(gè)硅原子又連接其它3個(gè)碳原子,所以每個(gè)碳原子周圍最近的碳原子數(shù)目為3×4=12;該晶胞中C原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,Si原子個(gè)數(shù)為4,晶胞邊長(zhǎng)=a×10-10cm,體積V=(a×10-10cm)3,ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{40×4}{N{\;}_{A}}}{(a×10{\;}^{-10})^{3}}$g•cm3=$\frac{1.6×10{\;}^{32}}{N{\;}_{A}}$g•cm3;
故答案為:原子晶體;12;$\frac{1.6×10{\;}^{32}}{N{\;}_{A}}$.

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,為高頻考點(diǎn)和常見(jiàn)題型,側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查,涉及晶胞計(jì)算、原子雜化判斷、原子核外電子排布式的書寫等知識(shí)點(diǎn),難點(diǎn)是晶胞計(jì)算,題目難度中等,正確推斷元素的種類為解答該題的關(guān)鍵,注意原子結(jié)構(gòu)和元素周期表的關(guān)系.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

15.硫-碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng):
ⅠSO2+2H2O+I2═H2SO4+2HI
Ⅱ2HI??H2+I2
Ⅲ2H2SO4═2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反應(yīng),下列判斷正確的是c.
a.反應(yīng)Ⅲ易在常溫下進(jìn)行  b.反應(yīng)Ⅰ中SO2氧化性比HI強(qiáng)
c.循環(huán)過(guò)程中需補(bǔ)充H2O  d.循環(huán)過(guò)程產(chǎn)生1mol O2的同時(shí)產(chǎn)生1mol H2
(2)一定溫度下,向1L密閉容器中加入1mol HI(g),發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,H2物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示.
0~2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(HI)=0.1mol•L-1•min-1.該溫度下,H2(g)+I2(g)?2HI(g)的平衡常數(shù)K=64.
(3)實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸制取H2,反應(yīng)時(shí)溶液中水的電離平衡向右移動(dòng)(填“向左”、“向右”或“不”);若加入少量下列試劑中的b,產(chǎn)生H2的速率將增大.
a.NaNO3    b.CuSO4        c.Na2SO4         d.NaHSO3
(4)以H2為燃料可制作氫氧燃料電池.
已知2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-572kJ•mol-1某氫氧燃料電池釋放228.8kJ電能時(shí),生成1mol液態(tài)水,該電池的能量轉(zhuǎn)化率為80%.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

16.下列說(shuō)法或表示方法正確的是(  )
A.等量的硫蒸氣和硫固體在氧氣中分別完全燃燒,放出熱量一樣多
B.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
C.在101kpa時(shí),2gH2完全燃燒,生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量,則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-285.8kJ/mol
D.在強(qiáng)酸強(qiáng)堿稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol,若將含1molNaOH的溶液和含0.5molH2SO4的濃硫酸混合,放出的熱量大于57.3 kJ

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

13.氫氣是一種清潔能源.制氫和儲(chǔ)氫作為氫能利用的關(guān)鍵技術(shù),是當(dāng)前科學(xué)家主要關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題.
(1)用甲烷制取氫氣的兩步反應(yīng)的能量變化如圖所示:

①甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)△H=-136.5kJ/mol.
②第Ⅱ步反應(yīng)為可逆反應(yīng).800℃時(shí),若CO的起始濃度為2.0mol•L-1,水蒸氣的起始濃度為3.0mol•L-1,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后,測(cè)得CO2的濃度為1.2mol•L-1,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為60%.
(2)NaBH4是一種重要的儲(chǔ)氫載體,能與水反應(yīng)生成NaBO2,且反應(yīng)前后B元素的化合價(jià)不變,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑,反應(yīng)消耗1mol NaBH4時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為4NA或2.408×1024
(3)儲(chǔ)氫還可借助有機(jī)物,如利用環(huán)已烷和苯之間的可逆反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫.

在某溫度下,向恒容容器中加入環(huán)已烷,其起始濃度為a mol•L-1,平衡時(shí)苯的濃度為b mol•L-1,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{27^{4}}{a-b}$mol3•L-3(用含a、b的關(guān)系式表達(dá)).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

20.在3Cu+8HNO3(。=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O反應(yīng)中,N化合價(jià)降低,HNO3是氧化劑;Cu化合價(jià)升高,Cu是還原劑;Cu元素被氧化;N元素被還原;Cu(NO32是氧化產(chǎn)物;NO是還原產(chǎn)物.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

10.已知在通常狀況下,1molCH4完全燃燒能放出890kJ熱量.天然氣的主要成分是甲烷,請(qǐng)以甲烷為依據(jù):
(1)粗略計(jì)算16kg天然氣完全燃燒產(chǎn)生的熱量是多少?
(2)已知使1kg水的溫度升高1℃需熱量4.18kJ,試計(jì)算燒開10L水,至少需要消耗甲烷的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

17.(1)工業(yè)廢水中含有重金屬離子Cu2+,需要將其轉(zhuǎn)化沉淀除去,請(qǐng)選擇合適沉淀劑Na2S、K2S溶液.己知常溫下:
Cu(OH)2    KSP=2.2×10-23
CuS       KSP=6.3×10-36
(2)①完成表格辦1mol/L下列離子,沉淀完全陽(yáng)離子濃度為10-5 mol/L
Fe2+Fe3+Cu2+
開始沉淀時(shí)pH
完全沉淀時(shí)pH83.26.7
②能否控制pH將三種離子逐一分離出溶液通過(guò)調(diào)PH為3.2~4.7,可以先將鐵離子沉淀分離出溶液,如果將PH調(diào)至6.7,可以將銅離子完全沉淀分離出去,但同時(shí)大部分亞鐵離子也沉淀了,即銅離子和亞鐵離子無(wú)法分離,.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

14.工業(yè)中采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎├梅磻?yīng)CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)來(lái)制取甲醇.
維持體系的壓強(qiáng)一定,溫度為T時(shí),在體積為2.0L的封閉容器內(nèi)充入0.6mol CO和0,.4mol H2,達(dá)到平衡時(shí)含有0.15mol CH3OH(g),則該反應(yīng)平衡常數(shù)K=65.33(保留兩位小數(shù)),此時(shí)向容器中再通入0.7mol CO氣體,則此平衡將逆向(填“正向”、“不”或“逆向”)移動(dòng).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

15.下列溶液中Cl-濃度最小的是(  )
A.200mL2mol/LMgCl2溶液B.1000mL2.5mol/LNaCl溶液
C.300mL5mol/LFeCl3溶液D.250mL lmol/L AlCl3溶液

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同步練習(xí)冊(cè)答案