Question

【題目】[化學(xué)—選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，越來越多的國家開始實行“陽光計劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟發(fā)展的新動力。

（1）太陽能熱水器中常使用一種以鎳或鎳合金空心球為吸收劑的太陽能吸熱涂層，寫出基態(tài)鎳原子的外圍電子排布式______，它位于周期表______區(qū)。

（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能，在太陽能電池的應(yīng)用上具有非常光明的前途。富勒烯（C60）的結(jié)構(gòu)如圖甲，分子中碳原子軌道的雜化類型為_______；1 mol C60分子中σ鍵的數(shù)目為_____個。

（3）多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機鹽，其主要包括砷化鎵（GaAs）、硫化鎘（CdS）薄膜電池等。

①第一電離能：As____Ga（填“>”、“<”或“=”）。

②SeO2分子的空間構(gòu)型為________。

（4）三氟化氮（NF3）是一種無色、無味、無毒且不可燃的氣體，在太陽能電池制造中得到廣泛應(yīng)用。它可在銅的催化作用下由F2和過量的NH3反應(yīng)得到，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3F2+4 NH3 Cu NF3+3 NH4F，該反應(yīng)中NH3的沸點 （填“>”、“<”或“=”）HF的沸點，NH4F固體屬于 晶體。往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu（NH3）4]2+配離子。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2+形成配離子，其原因是____________ _______ 。圖乙為一個金屬銅的晶胞，此晶胞立方體的邊長為a pm，Cu的相對原子質(zhì)量為64，金屬銅的密度為ρ g/cm3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為________ mol-1（用含a、ρ的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】（1）3d84s2 d（2）sp2 90NA（3）①> ②V形（4）＜ 離子 F的電負性比N大，N-F成鍵電子對向F偏移，導(dǎo)致NF3中N原子核對其孤對電子的吸引能力增強，難以形成配位鍵，故NF3不易與Cu2+形成配離子

【解析】

試題分析：

（1）鎳的原子序數(shù)是28，所以根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知基態(tài)鎳原子的外圍電子排布式3d84s2。由于最后填入的是d軌道電子，所以它位于周期表d區(qū)。

（2）根據(jù)結(jié)構(gòu)圖可知每個碳原子形成3個碳碳單鍵，所以采用sp2 雜化，每個碳原子含有的σ鍵個數(shù)為3/2，所以1mol C60分子中σ鍵的數(shù)目=3/2×60 NA=90NA；

（3）①As的4p軌道電子處于半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強，所以第一電離能As＞Ga。

②二氧化硒分子中價層電子對=2+（6-2×2）/2＝3，且含有一個孤電子對，所以屬于V形。

（4）F元素的非金屬性強于N元素，因此形成的氫鍵強，所以該反應(yīng)中NH3的沸點小于HF的沸點；NH4F中含有離子鍵，其固體屬于離子晶體。由于F的電負性比N大，N-F成鍵電子對向F偏移，導(dǎo)致NF3中N原子核對其孤對電子的吸引能力增強，難以形成配位鍵，因此NF3不易與Cu2+形成配離子。該晶胞中含有銅原子的個數(shù)是8×1/8＋6×1/2＝4。此晶胞立方體的邊長為a pm，則其體積是，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為mol-1。