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(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，越來越多的國(guó)家開始實(shí)行“陽光計(jì)劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。

（1）太陽能熱水器中常使用一種以鎳或鎳合金空心球?yàn)槲�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(gè)。

（3）多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機(jī)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(diǎn) （填“>”、“<”或“=”）HF的沸點(diǎn)，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(gè)金屬銅的晶胞，此晶胞立方體的邊長(zhǎng)為a pm，Cu的相對(duì)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(fù)性比N大，N-F成鍵電子對(duì)向F偏移，導(dǎo)致NF3中N原子核對(duì)其孤對(duì)電子的吸引能力增強(qiáng)，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(gè)碳原子形成3個(gè)碳碳單鍵，所以采用sp2 雜化，每個(gè)碳原子含有的σ鍵個(gè)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(qiáng)，所以第一電離能As＞Ga。

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

（4）F元素的非金屬性強(qiáng)于N元素，因此形成的氫鍵強(qiáng)，所以該反應(yīng)中NH3的沸點(diǎn)小于HF的沸點(diǎn)；NH4F中含有離子鍵，其固體屬于離子晶體。由于F的電負(fù)性比N大，N-F成鍵電子對(duì)向F偏移，導(dǎo)致NF3中N原子核對(duì)其孤對(duì)電子的吸引能力增強(qiáng)，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(gè)數(shù)是8×1/8＋6×1/2＝4。此晶胞立方體的邊長(zhǎng)為a pm，則其體積是，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為mol-1。