【高考真题链接】
37.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)
碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 形象化描述。在基态14C原子中,核外存在 对自旋相反的电子。
(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是 。
(3)CS2分子中,共价键的类型有 、C原子的杂化轨道类型是 ,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。
(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253 K,沸点为376 K,其固体属于 晶体。
(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
石墨烯晶体 金刚石晶体
①在石墨烯晶体中,每个C原子连接 个六元环,每个六元环占有 个C原子。
②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接 个六元环,六元环中最多有 个C原子在同一平面。
37.【答案】(15分)
(1)电子云 2
(2)C有4个价电子且半径小,难以通过得或失电子达到稳定电子结构
(3)σ键和π键 spCO2、SCN-(或COS等)
(4)分子 (5)①32②124
【考点】本题主要考查了电子云以及核外电子排布的基本特征,共价键的类型、分子晶体的物理性质以及不同结构晶体的分析。
【解析】
(1)由电子云定义可得;基态C原子核外电子排布图为:
有2对自旋相反的电子。
(2)由碳原子最外层电子数分析可知。
(3)由CS2的电子式分析共价键的类型和杂化轨道类型;空间构型和键合形式相同的即为等电子体,答案不唯一。
(4)熔沸点较低是分子晶体的典型物理性质。
(5)①石墨烯晶体中,每个C连接在3个六元环中,每个六元环占有的C原子数为6×(1/3)=2。
②以一个C原子为标准计算,一个C原子和4个C原子相连,则它必然在4个环上,这4个C原子又和另外3个C原子相连,必然又在另外3个环上,3×4=12,所以一个碳原子连接12个六元环;六元环在空间结构中有两种方式,但是无论哪种结构最多有4个在同一平面。
【失分警示】晶体结构的分析要找到晶胞的特征入手。
【规律总结】 了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别.
晶体类型
原子晶体
分子晶体
金属晶体
离子晶体
粒子
原子
分子
金属阳离子、自由电子
阴、阳离子
粒子间作用（力）
共价键
分子间作用力
复杂的静电作用
离子键
熔沸点
很高
很低
一般较高，少部分低
较高
硬度
很硬
一般较软
一般较硬，少部分软
较硬
溶解性
难溶解
相似相溶
难溶（Na等与水反应）
易溶于极性溶剂
导电情况
不导电
（除硅）
一般不导电
良导体
固体不导电，熔
化或溶于水后导电
实例
金刚石、水晶、碳化硅等
干冰、冰、纯硫酸、H2(S)
Na、Mg、Al等
NaCl、CaCO3
NaOH等
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