Question

8．苯是一種石油化工基本原料，也是最簡單的芳烴．苯分子中的一個氫原子分別被甲基、羥基、氨基取代生成的化合物是甲苯、苯酚和苯胺．
請回答下列問題：
（1）組成上述物質的H、C、N、O四種元素中，基態氧原子的電子排布式是1s²2s²2p⁴；用軌道表示式表示基態碳原子外圍電子排布2s²2p²．
（2）下列敘述不正確的是BD．
A．氮、氧兩種元素基態原子的核外電子排布中電子占據的原子軌道相同
B．元素第一電離能：H＜C＜N＜O
C．元素的電負性：H＜C＜N＜O
D．甲苯溶于苯，苯胺晶體溶于苯都只與范德華力有關
（3）下列物質中，只含有極性鍵的分子是BF，同時存在σ鍵和π鍵的分子是ACDF．
A．N₂     B．CH₄       C．C₆H₆    D．C₆H₅OHE．C₆H₅ONa        F．CO₂        G．C₆H₅NH₃Cl
（4）晶體苯的晶胞結構與干冰相似（圖為干冰晶胞結構模型）．晶體苯晶胞邊長為a cm，每個晶胞中含有4個苯分子，晶體苯密度是$\frac{4×78}{{N}_{A}{a}^{3}}$g•cm^-3．（只要求列算式，不必計算出數值，阿伏加德羅常數為N_A）

Answer 1

分析 （1）氧是8號元素，根據核外電子排布規律書寫基態氧原子的電子排布式；碳是6號元素，外圍有4個電子，據此書寫基態碳原子外圍電子排布；
（2）A．氮的基態原子的核外電子排布為1s²2s²2p³，氧元素基態原子的核外電子排布為1s²2s²2p⁴；
B．氮原子核外最外層是半滿結構，是一種穩定結構，所以元素第一電離能：N＞O；
C．元素的非金屬性越強，元素的電負性越大，所以電負性：H＜C＜N＜O；
D．苯胺晶體溶于苯不公與范德華力有關，還與氫鍵有關；
（3）不同原子之間形成的供價鍵是極性鍵，雙鍵或參鍵中含有σ鍵和π鍵，據此判斷；
（4）根據均攤法，晶體中含有苯分子數為$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，根據$ρ=\frac{m}{V}$計算苯的密度．

解答 解：（1）氧是8號元素，根據核外電子排布規律可知基態氧原子的電子排布式為1s²2s²2p⁴，碳是6號元素，外圍有4個電子，基態碳原子外圍電子排布為2s²2p²，
故答案為：1s²2s²2p⁴；2s²2p²；
（2）A．氮的基態原子的核外電子排布為1s²2s²2p³，氧元素基態原子的核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故A正確；
B．氮原子核外最外層是半滿結構，是一種穩定結構，所以元素第一電離能：N＞O，故B錯誤；
C．元素的非金屬性越強，元素的電負性越大，所以電負性：H＜C＜N＜O，故C正確；
D．苯胺晶體溶于苯不公與范德華力有關，還與氫鍵有關，故D錯誤，
故選BD；
（3）不同原子之間形成的供價鍵是極性鍵，同種原子之間形成非極性鍵，所以CH₄、CO₂只有極性鍵，故選BF，雙鍵或參鍵中含有σ鍵和π鍵，所以同時存在σ鍵和π鍵的分子是N₂、C₆H₆、C₆H₅OH、CO₂、C₆H₅NH₃Cl，故選ACDF，
故答案為：BF；ACDF；
（4）根據均攤法，晶體中含有苯分子數為$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，根據$ρ=\frac{m}{V}$可知，晶胞的密度為$\frac{\frac{4×78}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g•cm^-3=$\frac{4×78}{{N}_{A}{a}^{3}}$g•cm^-3，
故答案為：4；$\frac{4×78}{{N}_{A}{a}^{3}}$．

點評 本題主要考查了外圍電子排布、化學鍵類型的判斷、晶胞的計算等，題目難度中等，答題時注意極性共價鍵和非極性共價鍵的區別，注重基礎知識的考查．