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.基态镍原子M层上的未成对电子数为2,(2)大阪大学近日宣布.有机太阳能固体电池效率突破5.3%.而高纯度C60是其“秘密武器．C60的结构如图1.分子中� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

12．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，基态镍原子M层上的未成对电子数为2；
（2）大阪大学近日宣布，有机太阳能固体电池效率突破5.3%，而高纯度C60是其“秘密武器”．C60的结构如图1，分子中碳原子轨道的杂化类型为sp²；1mol C60分子中π键的数目为30N_A；
（3）金属酞菁配合物在硅太阳能电池中有重要作用，一种金属镁酞菁配合物的结构如图2．该结构中，碳氮之间的共价键类型有σ键、π键（按原子轨道重叠方式填写共价键的类型），请在图图2中用箭头表示出配位键．

（4）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、硫化镉、硫化锌及铜锢硒薄膜电池等．
①第一电离能：As＞Se（填“＞”、“＜”或“=”）．
②硫化锌的晶胞中（结构如图3所示），硫离子的配位数是4；
③二氧化硒分子的空间构型为V形；
（5）在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式．图4（a）是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为BO₂^-；图4（b）是硼砂晶体中阴离子的环状结构，其中硼原子采取的杂化类型为sp²、sp³．

分析（1）基态Ni原子核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁸4s²，据此判断；
（2）每个C原子成3个σ键、没有孤电子对，杂化轨道数目为3，据此确定杂化方式；
利用均摊法计算每个碳原子含有几个π键，从而计算1mol C₆₀分子中π键的数目；
（3）C、N原子之间形成双键、单键；配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子；
（4）①同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，注意第VA族元素大于同周期相邻元素的第一电离能；
②由晶胞结构可知，每个硫离子连接4个锌离子，所其配位数是4；
③根据价层电子对互斥理论确定其空间构型；
（5）有1个O连着一个B，剩余的两个O分别连着2个B，说明有一个O完全属于B，剩下的两个O，B只占有O的$\frac{1}{2}$；硼砂晶体中阴离子[B₄O₅（OH）₄]^2-中一半sp³杂化形成BO₄四面体；另一种是sp²杂化形成BO₃平面三角形结构．

解答解：（1）基态Ni原子核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁸4s²，3d轨道有2个单电子，
故答案为：2；
（2）每个C原子成3个σ键、没有孤电子对，杂化轨道数目为3，所以C原子采用sp² 杂化；
每个碳原子含有的π键个数为$\frac{1}{2}$，所以1mol C₆₀分子中π键的数目=1mol×60×$\frac{1}{2}$×N_Amol^-1=30N_A，
故答案为：sp²；30N_A；
（3）C、N原子之间形成双键、单键，单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键；
配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，所以该配合物中的配位键为：
，
故答案为：σ键、π键；；
（4）①As和Se属于同一周期，且As属于第VA族，Se属于第VIA族，As原子4p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于Se，所以第一电离能As＞Se，
故答案为：＞；
②由晶胞结构可知，每个硫离子连接4个锌离子，所其配位数是4，
故答案为：4；
③二氧化硒分子中Se原子价层电子对=2+$\frac{6-2×2}{2}$=3，且含有一个孤电子对，所以其空间结构为V形，
故答案为：V形；
（5）图（a）是一种链状结构的多硼酸根，从图可看出，每个BO₃^2-单元，都有一个B，有一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别为2个BO₃^2-单元共用，所以B：O=1：（1+2×$\frac{1}{2}$）=1：2，化学式为：BO₂^-，从图（b）是硼砂晶体中阴离子的环状结构可看出，[B₄O₅（OH）₄]^2-一半sp³杂化形成两个四配位BO₄四面体；另一半是sp²杂化形成两个三配位BO₃平面三角形结构，
故答案为：BO₂^-；sp²、sp³．

点评本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、杂化轨道、分子结构与性质、化学键、配合物等，题目难度中等，注意配位键形成条件．

练习册系列答案

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XH₄

XH₃

H₂X

	A．	胶体粒子能透过滤纸，但不能透过半透膜
	B．	胶体和溶液的本质区别在于分散质粒子大小
	C．	蛋清、豆浆、墨水都是胶体
	D．	丁达尔效应是化学变化

20．高锰酸钾在不同的条件下发生的反应如下：
MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O①
MnO₄^-+3e^-+2H₂O═MnO₂↓+4OH^-②
MnO₄^-+e^-═MnO₄^2-（溶液绿色）③
（1）从上述三个半反应中可以看出高锰酸根离子被还原的产物受溶液的酸碱性影响．
（2）将SO₂通入高锰酸钾溶液中，发生还原反应的离子反应过程为MnO₄^-→Mn²⁺．
（3）将PbO₂投入到酸性MnSO₄溶液中搅拌，溶液变为紫红色．下列说法正确的是a（填字母）．
A．氧化性：PbO₂＞KMnO₄
B．Mn²⁺被还原成MnO₄^-
C．该反应可以用盐酸酸化
（4）将高锰酸钾逐滴加入到硫化钾溶液中发生如下反应，其中K₂SO₄和S的物质的量之比为3：2．完成下列化学方程式：
①28KMnO₄+5K₂S+24KOH═28K₂MnO₄+3K₂SO₄+2S↓+12H₂O．
②若生成6.4g单质硫，反应过程中转移电子的物质的量为2.8mol．

7．原电池中，B极逐渐变粗，A极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的（　　）

	A．	A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸		B．	A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸
	C．	A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO₃溶液		D．	A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO₃溶液

17．下列离子方程式书写正确的是（　　）

	A．	在100 mL浓度为1 mol•L^-1的 Fe（NO₃）₃的溶液中通入足量SO₂：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺
	B．	在100 mL浓度为2 mol•L^-1的FeI₂的溶液中通入标准状况下5.6 L的Cl₂：4Fe²⁺+6I^-+5Cl₂═4Fe³⁺+3I₂+10Cl^-
	C．	向NaHCO₃溶液中加入过量的澄清石灰水：2HCO₃^-+Ca²⁺+2OH^-═CaCO₃↓+2H₂O+CO₃^2-
	D．	向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液：Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-═2BaSO₄↓+AlO₂^-+2H₂O

4．下列各组混合物中，无论以何种比例混合，取n mol使之充分燃烧，耗氧量为定值的是（　　）

CH₄、C₂H₆

C₂H₄、C₃H₆

C₂H₄、C₂H₄O

C₄H₈、C₆H₁₂O₆

	A．	有单质参加的反应一定是氧化还原反应
	B．	化学反应速率变化时，化学平衡一定发生转移
	C．	化学反应速率和限度均可通过改变相应的化学反应条件而改变
	D．	自发进行的氧化还原反应理论上可以设计成原电池，而电解池反应一定是非自发进行的氧化还原反应

2．把滤纸用淀粉和碘化钾的溶液浸泡，晾干后就是实验室常用的淀粉碘化钾试纸，这种试纸润湿后遇到氯气会发生什么变化？为什么？

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