Question

19．六乙炔苯在铜片表面发生催化反应，可制得石墨炔，将其掺杂在钙钛矿型太阳能电池材料中，能有效地提高电子传输性能．

（1）铜原子基态核外价电子排布式为3d¹⁰4s¹ ．
（2）六乙炔苯中碳原子的轨道杂化类型是sp、sp²，1mol六乙炔苯中含有δ键的数目为24mol或24×6.02×10²³个；
（3）该电池材料之一是AMX₃，A为CH₃NH₃⁺（甲胺正离子），M为Pb²⁺，X为I^-，其晶胞结构如图所示．
①与CH₃NH₃⁺互为等电子体的一种分子为CH₃CH₃或C₂H₆ （填结构简式）．
②每个A离子周围最近且等距离的M离子数目为8．
③制备AMX₃用到的PbI₂难溶于水，可溶于HI溶液，生成H₂[PbI₄]．请写出PbI₂和HI溶液反应的离子方程式PbI₂+2I^-=[PbI₄]^2-（已知H₂[PbI₄]在溶液里完全电离出两种离子）．

Answer 1

分析 （1）Cu属于29号元素，根据构造原理书写基态核外价电子排布式；
（2）根据价层电子对互斥理论确定原子杂化方式；每摩尔单键、双键或三键中只有一摩尔δ键；
（3）①根据等电子体中原子数相同、价电子数相同分析，CH₃NH₃⁺的电子数为18，原子数为8；
②根据晶胞结构判断，与A离子距离最近的M离子处于晶胞的体心上，A离子位于晶胞顶点，M离子位于体心；
③PbI₂难溶于水，可溶于HI溶液，生成H₂[PbI₄]，根据强酸制弱酸原理书写．

解答 解：（1）Cu属于29号元素，根据构造原理知Cu基态核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹ ，故价电子排布式为3d¹⁰4s¹，
故答案为：3d¹⁰4s¹；
（2）碳碳三键中C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对，所以杂化方式为sp；苯环中的碳形成3个δ键，无孤电子对，采取sp²杂化，1mol六乙炔苯中共含有包括碳碳键和碳氢键在内的化合键24mol，而每摩尔单键、双键或三键中只有一摩尔δ键，所以1mol六乙炔苯中含有δ键的数目为24mol或24×6.02×10²³个，
故答案为：sp、sp²；24mol或24×6.02×10²³个；
（3）①CH₃NH₃⁺的电子数为18，原子数为8，其等电子体的一种分子为CH₃CH₃或C₂H₆ ，
故答案为：CH₃CH₃或C₂H₆；
②根据晶胞结构可知，与A离子距离最近的M离子处于晶胞的体心上，A离子位于晶胞顶点，M离子位于体心，所以每个A离子周围最近且等距离的M离子数目为8，
故答案为：8；   
③PbI₂难溶于水，可溶于HI溶液，生成H₂[PbI₄]，反应的离子方程式为PbI₂+2I^-=[PbI₄]^2-，
故答案为：PbI₂+2I^-=[PbI₄]^2-．

点评 本题考查了价电子的排布式、晶胞的计算、原子杂化方式判断等知识点，题目难度中等，注意识记中学常见的晶胞结构．