Question

碳元素是构成物质种类最多的一种元素，许多物质与我们的生活息息相关．
（1）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C₆₀可用作储氢材料．已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm，C₆₀中C-C键长为145～140pm，有同学据此认为C₆₀的熔点高于金刚石，你认为是否正确

 

，理由是

 

．
（2）科学家把C₆₀和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体．写出基态碳原子的电子排布图

 

，该物质的K原子和C₆₀分子的个数比为

 

．
（3）继C₆₀后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是

 

．Si₆₀分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si₆₀分子中π键的数目为

 

．
（4）Fe（CO）₅是一种常见的配合物，可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂．
①写出CO的一种常见等电子体分子的结构式

 

；两者相比较沸点高的为

 

（填分子式）．
②Fe（CO）₅在一定条件下发生反应：Fe（CO）₅（s）═Fe（s）+5CO（g），已知：反应过程中，断裂的化学键只有配位键，由此判断该反应所形成的化学键类型为

 

．
（5）Ni_XO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值为0.88，晶胞边长为4.28×10^-10m．晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为

 

m（精确至0.01）．若晶体中的Ni分别为Ni^2﹢、Ni^3﹢，此晶体中Ni^2﹢与Ni^3﹢的最简整数比为

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,元素电离能、电负性的含义及应用,配合物的成键情况

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）根据分子晶体的熔点与共价键的键能无关，
（2）根据电子排布规律，写出碳原子电子排布图；根据晶胞的分配原则计算出每个晶胞结构各离子的个数，
（3）根据同一周期，同一主族，元素电负性变化规律，比较元素电负性大小；根据每个硅原子最外层才满足8电子稳定结构，得出每个硅原子只有

1

2

个π键；
（4）①由等电子体定义可知CO的一种常见等电子体为氮气，CO为极性分子熔点高；
②断裂配位键后，配体变为CO，中心原子结合成金属晶体；
（5）由于Ni_XO晶体晶胞结构为NaCl型，所以晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为晶胞面对角线的

1

2

，晶胞面对角线则可由晶胞棱边长求得，根据Ni_XO中化合价代数和为零可求得晶体中Ni^2﹢与Ni^3﹢的最简整数比；

解答： 解：（1）尽管C₆₀中C-C键的键能可能大于金刚石，但其熔化时并不破坏化学键，因此比较键能没有意义，
故答案：不正确，C₆₀是分子晶体，熔化时不需破坏化学键；  
（2）碳原子的原子序数为6，其电子排布式：； 在晶胞中，K原子和C₆₀分子的个数比为（12÷2）：（8÷8+1）=3：1，
故答案：；3：1；
（3）同一周期，从左到右，电负性逐渐增大，同一主族，从上到下，电负性逐渐减小，因此，原子电负性由大到小的顺序是：N＞C＞Si，根据题意，每个硅形成的这3个键中，必然有1个双键，这样每个硅原子最外层才满足8电子稳定结构．显然，双键数应该是Si原子数的一半，而每个双键有1个π键，显然π键数目为30．
故答案：N＞C＞Si；30．
（4）①CO的等电子体为氮气，氮气的结构式为N≡N，对于相对分子质量相等的分子晶体而言，极性分子沸点高，CO为极性分子，氮气为非极性分子，CO的沸点高，
故答案为：N≡N；CO；
②此配体的中心原子为金属原子，由于断裂的是中心原子和配体之间的配位键，所以断裂后配体形成CO，中心原子间形成金属键成为金属晶体，故答案为：金属键；
（5）由于Ni_XO晶体晶胞结构为NaCl型，所以晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为晶胞面对角线的

1

2

，由晶胞棱边长可求得晶胞面对角线为长为：

2

×4.28×10^-10m，所以

1

2

×

2

×4.28×10^-10m=3.03×10^-10m，设晶体中Ni^2﹢与Ni^3﹢的最简整数比为x：y，根据Ni_XO中化合价代数和为零可知，

2x+3y

x+y

×0.88=2，由此解得x：y=8：3，故答案为：3.03×10^-10；8：3；

点评：本题主要考查了电离能、电负性、电电子排布图、分子的空间构型、晶胞结构的计算等，试题涉及的知识点较多，学生做起来有些困难．