Question

【化學——選修3：物質(zhì)結構】（15分）

已知：

（1）測定土壤中鐵的含量時需先將三價鐵還原為二價鐵，再采用鄰啡羅啉作顯色劑，用比色法測定，若土壤中含有高氯酸鹽時會對測定有干擾。相關的反應如下：
4FeCl3+2NH2OH·HCl4FeCl2+N2O↑+6HCl+H2O
�、貴e2+在基態(tài)時，價層電子排布式　　　　　　　 。
�、诹u胺(NH2OH)中N原子的雜化方式　　　　　           。
　③Fe2+與鄰啡羅啉形成的配合物中，配位數(shù)為　　　　　　　 。
（2）硫酸銅晶體的化學式也可以表達為Cu(H2O)4SO4·H2O晶體,該晶體中含有的化學鍵類型是　　　　　　　　　　　　　　。
（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、硫化鎘、磷化鎵及銅錮硒薄膜電池等。其中元素P、As、Se第一電離能由小到大的順序為：　　　　　       。

　　　　　
　　　　   圖1　　　　　　　　      圖2　　　　　　　　　
（4）① 有機太陽能固體電池材料含有高純度C60，其結構如圖1，則1 mol C60分子中π鍵的數(shù)目為　　　　 ，C60的晶胞結構如圖2，則其配位數(shù)為_______若此晶胞的密度為ρg/cm3則兩個最近C60間的距離為________cm（列式表達，已知阿伏伽德羅常數(shù)為NA）
② 如果把晶胞頂點與最近三個面心所圍成的空隙叫做四面體空隙，第四周期電負性最小的原子可作為容體摻入C60晶體的空隙中，形成具有良好的超導性的摻雜C60化合物。若每個四面體空隙填入一個原子，則全部填滿C60晶體的四面體空隙后，所形成的摻雜C60化合物的化學式為　　　　　 。

Answer 1

【知識點】核外電子排布、配合物的成鍵情況、晶體的類型與物質(zhì)熔點、晶胞的計算

【答案解析】（1）①3d6   ②　 sp3 �、� 6�。�每空1分）
（2）離子鍵　共價鍵（配位鍵）（3）Se< As< P

（4）①30NA   12       ②K 2C60

 解析：(1) ①鐵是26號元素，鐵原子核外有26個電子，鐵原子失去2個電子變成亞鐵離子，F(xiàn)e2+在基態(tài)時，核外電子排布式為ls22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6，故價層電子排布式是3d6

②羥胺分子中，N原子價層電子對為4，所以采用sp3雜化；③配位數(shù)就是在配位個體中與一個形成體成鍵的配位原子的總數(shù)，所以Fe2+與鄰啡羅啉形成的配合物（形成過程如圖）中，配位數(shù)為6。

（2）Cu2+提供空軌道，O原子提供孤對電子，Cu2+水分子之間形成配位鍵，水分子中O、H原子之間以共價鍵結合，內(nèi)界離子[Cu（H2O）4]2+與外界離子SO42-以離子鍵結合。

(3) 同主族元素從上到下，元素的第一電離能逐漸減小，同一周期中，第VA族元素第一電離能大于第VIA元素，As 和Se屬于同一周期，As是第VA元素，Se是第VIA元素，所以第一電離能Se< As< P ；

(4) ①利用均攤法計算每個碳原子含有幾個σ鍵，每個碳原子含有的π鍵個數(shù)為1/2，所以1molC60分子中π鍵的數(shù)目為1/2×60×NA=30NA；此晶胞的質(zhì)量為4x60x12/ NA此晶胞的體積為，兩個最近C60間的距離此晶胞的棱長的，即 。

② 三個球相切，擺成正三角形，然后上面放第四個球，這樣圍成的空隙，就叫正四面體空隙，如圖所示：

在面心立方結構中，每個小立方體對應1個四面體空隙，一共有8個正四面體空隙，上圖畫出了其中一個，第四周期電負性最小的原子是K，所以晶胞中一共有8個K原子，1+6×1/2=4個C60分子，故組成 K8（C60）4，化學式為K2C60。

【思路點撥】本題本題目綜合性較大，涉及晶體、化學鍵、雜化軌道、晶胞計算等，注意第一電離能的規(guī)律及異�，F(xiàn)象，晶胞計算難度較大，為易錯點