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1、1高中化学（物质结构与性质）选考题解析高中化学（物质结构与性质）选考题解析一、命题素材与说明：一、命题素材与说明：富勒烯（Fullerene) 是单质碳被发现的第三种同素异形体，1985 年 Robert Curl 等人制备出了 C60。1989 年，德国科学家 Huffman 和 Kraetschmer 的实验证实了 C60的笼型结构。科学家利用计算机模拟后确认，60 个 Si 原子可结合成Si60分子，60 个 N 原子可结合成 N60分子。近 5 年物质结构高考考点主要有：电子排布式、轨道表示式、电离能、电负性、键的类型与晶体类型、杂化方式、晶胞的有关计算等。命题利用C60、Si60、N
2、60三种分子素材，围绕这些考点命题，考查学生利用这三种分子及图像的新信息，判断晶体类型，化学式与杂化类型，比较物质的熔点，计算晶体中单键与双键的数目，计算反应的热效应等。二、题目：二、题目：物质结构与性质（15 分）科学家合成富勒烯分子 C60后，又用计算机模拟合成 Si60 、N60等分子。（1）请写出基态14C 原子核外电子排布式 ，C、Si、N 元素中电负性最大的是 。 （2）C60 、Si60、N60三者的熔点由高低的顺序为 。而破坏 C60 、Si60、N60三种分子所需要的能量由高低的顺序为 。（3）科学家把金属 M 与 C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图 A 所示，M 原子位
3、于晶胞的棱上与内部。该晶胞中 M 原子的个数为_，该材料的化学式为_。2C60 M 图 A C60的结构 如图 B 所示，其分子中碳原子轨道的杂化类型为_。（4）Si60分子中每个硅原子只跟相邻的 3 个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足 8 电子稳定结构，则 1 个 Si60分子中的 键数目为 。（5）已知：N60分子中每个氮原子均以 NN 键结合三个 N 原子而形成8 电子稳定结构；NN 键的键能为 167 kJmol1。则 1 mol N60分解成 N2时吸收或放出的热量是_kJ(已知 NN 键的键能为 942 kJmol1)，表明稳定性 N60_N2(填“”、 “”或“”)三、
4、参考答案三、参考答案：（1）1s22s22p2（1 分） ，N（1 分）（2）Si60N60C60（2 分） ， N60 、C60、Si60（2 分）（3）12（1 分） ，M3C60（2 分） sp2（1 分）（4）30（2 分）（5）13230（2 分） ，（1 分）四、解析：四、解析： （1）基态14C 原子序数为 6，其核外电子排布式为 1s22s22p2，C、Si、N 元素中电负性最大的是 N。 （2）C60 、Si60、N60三者都是分子晶体，依据它们的相对分子质量大小，可知它们的熔点由高低的顺序为 Si60N60C60。而破坏 C60 、Si60、N60三种分子所需要的能量由高低
5、要考虑它们分子内共价键的强弱，由于原子半径大小顺序是 SiCN，所以破坏三种分子3所需要的能量由高低的顺序为 N60C60Si60。（3）M 原子位于晶胞的棱上与内部，棱上有 12 个 M，内部有 8 个 M，其个数为 12+8=12，1 4C60分子位于顶点和面心，C60分子的个数为 8 +6=4，M 原子和 C601 81 2分子的个数比为 3：1，则该材料的化学式为 M3C60。C60的结构 如图 B 所示，可推知键角约为 120，碳原子轨道的杂化类型为 sp2。（4）Si60分子中每个硅原子只跟相邻的 3 个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足 8 电子稳定结构，则每个硅形成的这 3 个键中，必然有 1 个双键，所以双键数为 6030，而每个双键有 1 个 键，显然 键数目为1 230。（5）N60分子中每个氮原子均以 NN 键结合三个 N 原子而形成 8 电子稳定结构，则 NN 键数为 6090， 1 mol N60分解成 N2时23H167909423013230kJmol1。放出热量，表明稳定性 N60小于N2。