Question

9．碳、氮、氧的單質(zhì)及其化合物在自然界中廣泛存在．
（1）基態(tài)碳原子的價電子排布圖可表示為．
（2）碳、氮、氧原子第一電離能由大到小的順序是：N＞O＞C．
（3）冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似．每個冰晶胞平均占有8個水分子．
（4）請寫出一個反應方程式以表達出反應前碳原子的雜化方式為sp²，反應后變?yōu)閟p³：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br．
（5）寫出CO分子的一種等電子體的分子式N₂．

Answer 1

分析 （1）基態(tài)碳原子的核外電子排布為1s²2s²2p²，根據(jù)洪特規(guī)則、泡利原理畫出價電子排布圖；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢，N元素原子2p能級容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素；
（3）冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似，則晶胞中水分子處于頂點、面心，且晶胞內(nèi)部有4個水分子；
（4）反應前碳原子的雜化方式為sp²，反應后變?yōu)閟p³，乙烯與溴放出加成反應生成 1，2-二溴乙烷符合；
（5）原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的微粒互為等電子體．

解答 解：（1）基態(tài)碳原子的核外電子排布為1s²2s²2p²，根據(jù)洪特規(guī)則、泡利原理畫出價電子排布圖為，故答案為：；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢，N元素原子2p能級容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能：N＞O＞C，故答案為：N＞O＞C；
（3）冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似，則晶胞中水分子處于頂點、面心，且晶胞內(nèi)部有4個水分子，每個冰晶胞平均占有水分子為4+6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=8，故答案為：8；
（4）反應前碳原子的雜化方式為sp²，反應后變?yōu)閟p³，乙烯與溴放出加成反應生成 1，2-二溴乙烷符合，反應方程式為：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，故答案為：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br；
（5）原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的微粒互為等電子體，與CO分子等電子體的分子式為N₂，故答案為：N₂．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電離能、晶胞計算、雜化方式、等電子體等，（3）為易錯點，注意識記中學常見晶胞結(jié)構(gòu)．