Question

【题目】[化学—选修3：物质结构与性质]

能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。

（1）太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，写出基态镍原子的外围电子排布式______，它位于周期表______区。

（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途。富勒烯（C60）的结构如图甲，分子中碳原子轨道的杂化类型为_______；1 mol C60分子中σ键的数目为_____个。

（3）多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）薄膜电池等。

①第一电离能：As____Ga（填“>”、“<”或“=”）。

②SeO2分子的空间构型为________。

（4）三氟化氮（NF3）是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体，在太阳能电池制造中得到广泛应用。它可在铜的催化作用下由F2和过量的NH3反应得到，该反应的化学方程式为3F2+4 NH3 Cu NF3+3 NH4F，该反应中NH3的沸点 （填“>”、“<”或“=”）HF的沸点，NH4F固体属于 晶体。往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu（NH3）4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是____________ _______ 。图乙为一个金属铜的晶胞，此晶胞立方体的边长为a pm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数可表示为________ mol-1（用含a、ρ的代数式表示）。

Answer 1

【答案】（1）3d84s2 d（2）sp2 90NA（3）①> ②V形（4）＜ 离子 F的电负性比N大，N-F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2+形成配离子

【解析】

试题分析：

（1）镍的原子序数是28，所以根据核外电子排布规律可知基态镍原子的外围电子排布式3d84s2。由于最后填入的是d轨道电子，所以它位于周期表d区。

（2）根据结构图可知每个碳原子形成3个碳碳单键，所以采用sp2 杂化，每个碳原子含有的σ键个数为3/2，所以1mol C60分子中σ键的数目=3/2×60 NA=90NA；

（3）①As的4p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，所以第一电离能As＞Ga。

②二氧化硒分子中价层电子对=2+（6-2×2）/2＝3，且含有一个孤电子对，所以属于V形。

（4）F元素的非金属性强于N元素，因此形成的氢键强，所以该反应中NH3的沸点小于HF的沸点；NH4F中含有离子键，其固体属于离子晶体。由于F的电负性比N大，N-F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，因此NF3不易与Cu2+形成配离子。该晶胞中含有铜原子的个数是8×1/8＋6×1/2＝4。此晶胞立方体的边长为a pm，则其体积是，则阿伏加德罗常数可表示为mol-1。