Question

碳族元素是形成化合物種類最多的元素．
（1）碳原子2個(gè)2p電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不相同的方面是

 

；C₅H_xN分子中C、N原于最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則x的值可能為

 

 （選填序號(hào)）．
a．10     b．11    c．13   d．15
（2）如圖是金剛石晶體的結(jié)構(gòu)示意圖．則關(guān)于金剛石的描述正確的是

 

（選填序號(hào)）．
a．C-C鍵鍵角都為109°28’b．最小的環(huán)由6個(gè)C原子構(gòu)成
c．可溶于非極性溶劑          d．1mol金剛石含有4mol C-C鍵
（3）以下比較錯(cuò)誤的是

 

（選填序號(hào)）．
a．穩(wěn)定性SiH₄＞CH₄           b．沸點(diǎn)SiH₄＞CH₄
c．熔點(diǎn)SiC＞Si               d．鍵能C=C＞C-C
（4）NaBH₄是廣泛使用的有機(jī)反應(yīng)還原劑，其中H為-1價(jià)，SiO₂為其制備原料之一．
①配平以下制備NaBH₄的化學(xué)方程式：
□Na₂B₄O₇+□Na+□SiO₂+□H₂→□NaBH₄+□Na₂SiO₃
②反應(yīng)中被還原的元素為

 

．
（5）碳酸鈣是石灰石、方解石等的主要成分，可以形成“喀斯特”地貌、鐘乳和石筍，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（6）若物質(zhì)組成相似，可相互推算組成元素的相對(duì)原子質(zhì)量．某學(xué)習(xí)小組模擬求算鍺的相對(duì)原子質(zhì)量，測(cè)得了鍺酸鈉中Na和Ge的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、硅酸鈉中Na和Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，他們還需查閱的數(shù)據(jù)是

 

（選填序號(hào)）．
a．氧元素的相對(duì)原子質(zhì)量    b．硅元素的相對(duì)原子質(zhì)量    c．鈉元素的相對(duì)原子質(zhì)量．

Answer 1

考點(diǎn)：氧化還原反應(yīng),元素周期律的作用,原子核外電子排布

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）同一能級(jí)的不同軌道中，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與軌道有關(guān)；碳原子要達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)應(yīng)該形成4個(gè)共價(jià)鍵，氮原子要形成8電子穩(wěn)定狀態(tài)應(yīng)該形成3個(gè)共價(jià)鍵；
（2）a．金剛石中每個(gè)碳原子和其它4個(gè)碳原子形成正四面體結(jié)構(gòu)；
b．最小的環(huán)由6個(gè)C原子構(gòu)成；
c．根據(jù)相似相溶原理判斷；          
d．一個(gè)碳原子形成4個(gè)C-C間，據(jù)此計(jì)算1mol金剛石含有C-C鍵的物質(zhì)的量；
（3）a．同一主族元素，元素的非金屬性隨著原子序數(shù)的增大而增強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)，其氫化物越穩(wěn)定；
b．同一主族元素氫化物的沸點(diǎn)與其相對(duì)分子質(zhì)量成正比；
c．同一類型的晶體中，晶體的熔點(diǎn)與其鍵長(zhǎng)成反比；
d．在碳碳鍵中，碳碳雙鍵的鍵能小于碳碳單鍵鍵能的二倍；
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等配平方程式；在反應(yīng)中，得電子化合價(jià)降低的元素為還原；
（5）碳酸鈣能和二氧化碳、水反應(yīng)生成可溶性的碳酸氫鈣，碳酸氫鈣不穩(wěn)定，在加熱條件下，碳酸氫鈣易分解生成碳酸鈣；
（6）根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進(jìn)行判斷．

解答： 解：（1）碳原子的兩個(gè)2p電子位于兩個(gè)不同的軌道上，其自旋方向相同，所以碳原子2個(gè)2p電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不相同的方面是軌道（或電子云的伸展方向）；
假設(shè)碳原子連接氮原子，氮原子在邊上為氨基，氨基含有2個(gè)氫原子，剩余的碳原子和氫原子形成烷基或烯烴基，如果形成的是烷基，則x=2+2×5+1=13，如果形成的是烯烴基，x=2+2×5-1=11，碳和氫原子還可以形成炔烴基，氫原子個(gè)數(shù)更少，故選bc，
故答案為：軌道（或電子云的伸展方向）；bc；
（2）a．金剛石中每個(gè)碳原子和其它4個(gè)碳原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，所以其鍵角為109°28′，故正確；
b．根據(jù)圖片知，最小的環(huán)由6個(gè)C原子構(gòu)成，故正確；
c．二氧化硅屬于原子晶體，非極性溶劑都屬于分子晶體，根據(jù)相似相溶原理知，二氧化硅不易溶于非極性溶劑，故錯(cuò)誤；          
d．一個(gè)碳原子形成4個(gè)C-C間，則1mol金剛石含有2molC-C鍵，故錯(cuò)誤；
故選ab；
（3）a．同一主族元素，元素的非金屬性隨著原子序數(shù)的增大而增強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)，其氫化物越穩(wěn)定，碳元素的非金屬性大于硅元素，所以氫化物的穩(wěn)定性SiH₄＜CH₄，故錯(cuò)誤；
b．同一主族元素氫化物的沸點(diǎn)與其相對(duì)分子質(zhì)量成正比，硅烷的相對(duì)分子質(zhì)量大于甲烷，所以沸點(diǎn)SiH₄＞CH₄，故正確；
c．碳化硅和硅都屬于原子晶體，硅原子半徑大于碳原子，所以碳化硅的鍵長(zhǎng)小于硅硅鍵，則碳化硅的熔點(diǎn)高于硅，故正確；
d．在碳碳鍵中，碳碳雙鍵的鍵能小于碳碳單鍵鍵能的二倍，所以鍵能C=C＞C-C，故正確；
故選a；
（4）①該方程式知，H元素的化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?1價(jià)，鈉元素的化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?1價(jià)，1mol鈉變?yōu)殁c離子，失去1mol電子，1mol氫氣得到2mol電子變?yōu)镠^-，再結(jié)合原子守恒配平方程式得，Na₂B₄O₇+16Na+7SiO₂+8H₂=4NaBH₄+7Na₂SiO₃，故答案為：16；7；8；4；7；
②該方程式中，得電子化合價(jià)降低的元素是0價(jià)的H元素，所以O(shè)價(jià)的H元素被還原，故答案為：0價(jià)的H；
（5）碳酸鈣能和二氧化碳、水反應(yīng)生成可溶性的碳酸氫鈣，碳酸氫鈣不穩(wěn)定，在加熱條件下，碳酸氫鈣易分解生成碳酸鈣，反應(yīng)方程式為：CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（ HCO₃）₂、Ca（HCO₃）₂

△   .

CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O，故答案為：CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（ HCO₃）₂、Ca（HCO₃）₂

△   .

CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
（6）根據(jù)題意知，鍺酸鈉和硅酸鈉屬于結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，根據(jù)硅酸鈉中硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可知道鍺酸鈉中鍺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，測(cè)得了鍺酸鈉中Na和Ge的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、硅酸鈉中Na和Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，只要知道硅的相對(duì)原子質(zhì)量即可得出鍺的相對(duì)原子質(zhì)量，故選b．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及方程式的配平、晶體結(jié)構(gòu)、分子的構(gòu)成等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子相等配平方程式，以金剛石為例熟記原子晶體結(jié)構(gòu)，難點(diǎn)是（1）題氫原子個(gè)數(shù)的計(jì)算，根據(jù)碳原子、氮原子形成共價(jià)鍵的個(gè)數(shù)采用知識(shí)遷移的方法解答，難度中等．