题目
8-|||-9-|||-代表一个CO2分子苯是一种石油化工基本原料，也是最简单的芳烃．苯分子中的一个氢原子分别被甲基、羟基、氨基取代生成的化合物是甲苯、苯酚和苯胺．请回答下列问题：（1）组成上述物质的H、C、N、O四种元素中，基态氧原子的电子排布式是 ____ ；用轨道表示式表示基态碳原子外围电子排布 ____ ．（2）下列叙述不正确的是 ____ ．A．氮、氧两种元素基态原子的核外电子排布中电子占据的原子轨道相同B．元素第一电离能：H＜C＜N＜OC．元素的电负性：H＜C＜N＜OD．甲苯溶于苯，苯胺晶体溶于苯都只与范德华力有关（3）下列物质中，只含有极性键的分子是 ____ ，同时存在σ键和π键的分子是 ____ ．A．N2 B．CH4 C．C6H6 D．C6H5OHE．C6H5ONa F．CO2 G．C6H5NH3Cl（4）晶体苯的晶胞结构与干冰相似（图为干冰晶胞结构模型）．晶体苯晶胞边长为a cm，每个晶胞中含有 ____ 个苯分子，晶体苯密度是 ____ g•cm-3．（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA）
苯是一种石油化工基本原料，也是最简单的芳烃．苯分子中的一个氢原子分别被甲基、羟基、氨基取代生成的化合物是甲苯、苯酚和苯胺．请回答下列问题：
（1）组成上述物质的H、C、N、O四种元素中，基态氧原子的电子排布式是 ____ ；用轨道表示式表示基态碳原子外围电子排布 ____ ．
（2）下列叙述不正确的是 ____ ．
A．氮、氧两种元素基态原子的核外电子排布中电子占据的原子轨道相同
B．元素第一电离能：H＜C＜N＜O
C．元素的电负性：H＜C＜N＜O
D．甲苯溶于苯，苯胺晶体溶于苯都只与范德华力有关
（3）下列物质中，只含有极性键的分子是 ____ ，同时存在σ键和π键的分子是 ____ ．
A．N2 B．CH4 C．C6H6 D．C6H5OHE．C6H5ONa F．CO2 G．C6H5NH3Cl
（4）晶体苯的晶胞结构与干冰相似（图为干冰晶胞结构模型）．晶体苯晶胞边长为a cm，每个晶胞中含有 ____ 个苯分子，晶体苯密度是 ____ g•cm-3．（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA）
题目解答
答案
解：（1）氧是8号元素，根据核外电子排布规律可知基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4，碳是6号元素，外围有4个电子，基态碳原子外围电子排布为2s22p2，
故答案为：1s22s22p4；2s22p2；
（2）A．氮的基态原子的核外电子排布为1s22s22p3，氧元素基态原子的核外电子排布为1s22s22p4，故A正确；
B．氮原子核外最外层是半满结构，是一种稳定结构，所以元素第一电离能：N＞O，故B错误；
C．元素的非金属性越强，元素的电负性越大，所以电负性：H＜C＜N＜O，故C正确；
D．苯胺晶体溶于苯不公与范德华力有关，还与氢键有关，故D错误，
故选BD；
（3）不同原子之间形成的供价键是极性键，同种原子之间形成非极性键，所以CH4、CO2只有极性键，故选BF，双键或参键中含有σ键和π键，所以同时存在σ键和π键的分子是N2、C6H6、C6H5OH、CO2、C6H5NH3Cl，故选ACDF，
故答案为：BF；ACDF；
（4）根据均摊法，晶体中含有苯分子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，根据$ρ=\frac{m}{V}$可知，晶胞的密度为$\frac{\frac{4×78}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g•cm-3=$\frac{4×78}{{N}_{A}{a}^{3}}$g•cm-3，
故答案为：4；$\frac{4×78}{{N}_{A}{a}^{3}}$．
故答案为：1s22s22p4；2s22p2；
（2）A．氮的基态原子的核外电子排布为1s22s22p3，氧元素基态原子的核外电子排布为1s22s22p4，故A正确；
B．氮原子核外最外层是半满结构，是一种稳定结构，所以元素第一电离能：N＞O，故B错误；
C．元素的非金属性越强，元素的电负性越大，所以电负性：H＜C＜N＜O，故C正确；
D．苯胺晶体溶于苯不公与范德华力有关，还与氢键有关，故D错误，
故选BD；
（3）不同原子之间形成的供价键是极性键，同种原子之间形成非极性键，所以CH4、CO2只有极性键，故选BF，双键或参键中含有σ键和π键，所以同时存在σ键和π键的分子是N2、C6H6、C6H5OH、CO2、C6H5NH3Cl，故选ACDF，
故答案为：BF；ACDF；
（4）根据均摊法，晶体中含有苯分子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，根据$ρ=\frac{m}{V}$可知，晶胞的密度为$\frac{\frac{4×78}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g•cm-3=$\frac{4×78}{{N}_{A}{a}^{3}}$g•cm-3，
故答案为：4；$\frac{4×78}{{N}_{A}{a}^{3}}$．
解析
步骤 1：基态氧原子的电子排布
氧原子的原子序数为8，根据电子排布规则，其电子排布式为1s^{2}2s^{2}2p^{4}。
步骤 2：基态碳原子的外围电子排布
碳原子的原子序数为6，外围电子排布为2s^{2}2p^{2}，用轨道表示式表示为：$\uparrow\downarrow$ $\uparrow$ $\uparrow$。
步骤 3：判断元素的电离能和电负性
氮原子的最外层电子排布为2s^{2}2p^{3}，由于2p轨道为半满状态，因此氮的电离能高于氧。电负性顺序为H＜C＜N＜O。
步骤 4：判断分子中的化学键类型
CH_4和CO_2只含有极性键，N_2、C_6H_6、C_6H_5OH、CO_2、C_6H_5NH_3Cl同时存在σ键和π键。
步骤 5：计算晶体苯的晶胞中苯分子数和密度
根据均摊法，晶体中含有苯分子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，晶胞的密度为$\frac{\frac{4×78}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g•cm^{-3}=$\frac{4×78}{{N}_{A}{a}^{3}}$g•cm^{-3}。
氧原子的原子序数为8，根据电子排布规则，其电子排布式为1s^{2}2s^{2}2p^{4}。
步骤 2：基态碳原子的外围电子排布
碳原子的原子序数为6，外围电子排布为2s^{2}2p^{2}，用轨道表示式表示为：$\uparrow\downarrow$ $\uparrow$ $\uparrow$。
步骤 3：判断元素的电离能和电负性
氮原子的最外层电子排布为2s^{2}2p^{3}，由于2p轨道为半满状态，因此氮的电离能高于氧。电负性顺序为H＜C＜N＜O。
步骤 4：判断分子中的化学键类型
CH_4和CO_2只含有极性键，N_2、C_6H_6、C_6H_5OH、CO_2、C_6H_5NH_3Cl同时存在σ键和π键。
步骤 5：计算晶体苯的晶胞中苯分子数和密度
根据均摊法，晶体中含有苯分子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，晶胞的密度为$\frac{\frac{4×78}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g•cm^{-3}=$\frac{4×78}{{N}_{A}{a}^{3}}$g•cm^{-3}。