Question

（2011?德州二模）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开发新资源，寻求经济发展的新动力．新型电池在工业和航空航天业上被广泛开发使用．
（l）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）的结构如下图，其分子中碳原子轨道的杂化类型为

SP²

；1mol C₆₀分子中σ键的数目为

90N_A

．
（2）甲烷、甲醇、氢气等都可作为燃料电池的燃料．
①甲醇的熔、沸点比甲烷的熔、沸点高，其主要原因是：

甲醇分子之间有氢键

②用钦锰储氢合金储氢，与高压氢气钢瓶相比，具有重量轻、体积小的优点．锰的基态原子核外电子排布式为：

1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁵4S²

．金属钛的晶胞是面心立方结构（如图），则钛晶体的二个晶胞中钛原子数为：

4

，钛原子的配位数为：

12

．

Answer 1

分析：（1）根据富勒烯（C₆₀）的结构可以看出每个C原子和其它三个C原子成键，为三个δ键和一个π键，由此判断杂化类型；根据C₆₀分子中每个C原子和其它C原子形成三个δ键，平均一个C原子生成

3

2

个δ键来计算σ键的数目；
（2）①根据形成氢键的条件来分析甲醇沸点高的原因；
②利用晶胞的均摊法计算．在晶胞里面的原子记为一个；在面上的原子记为1/2个（因为这是一个原子被两个晶胞共有，每个晶胞分一半）；在楞上的原子记为1/4个（这是一个原子被4个晶胞共有）；在顶角上的原子记为1/8个（这是一个原子被8个晶胞共有）．

解答：解：（1）根据富勒烯（C₆₀）的结构可以看出每个C原子和其它三个C原子成键，为三个δ键和一个π键，故杂化类型为SP²杂化，C₆₀分子中每个C原子和其它C原子形成三个δ键，平均一个C原子生成

3

2

个δ键，所以1mol C₆₀分子中σ键的数目为90N_A，故答案为：SP²；90N_A；
（2）①甲醇中含有-OH，其中氧元素的电负性较大，原子半径小，可以形成氢键，所以甲醇的熔、沸点比甲烷的熔、沸点高，故答案为：甲醇分子之间有氢键；
②Mn原子核外共25个电子，按照能量最低原则电子先填入能量最低的1s轨道，填满后再依次填入能量较高的轨道，其电子排布式为：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁵4S²；金属钛晶胞中，钛原子位于晶胞的顶点和面心位置，则晶胞中含有钛原子的数目为：8×

1

8

+ 6×

1

2

=4；由于钛原子位于晶胞的顶点，为8个晶胞共有，晶胞中两个距离最近的钛原子为顶点和面心位置，故每个钛原子周围距离相等且最近的有8×

3

2

=12个，故答案为：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁵4S²；4；12．

点评：本题考查杂化类型和晶体结构的分析，做题时注意晶胞的分析多利用均摊法，题目较为综合，但难度一般．