Question

能源問(wèn)題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始實(shí)行“陽(yáng)光計(jì)劃”，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力．

 （1）太陽(yáng)能熱水器中常使用一種以鎳或鎳合金空心球?yàn)槲�收劑的太�?yáng)能吸熱涂層，寫出基態(tài)鎳原子的核外電子排布式

 

．
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能，在太陽(yáng)能電池的應(yīng)用上具有非常光明的前途．富勒烯（C₆₀）的結(jié)構(gòu)如圖1，分子中碳原子軌道的雜化類型為

 

；1 mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目為

 

．
（3）氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲(chǔ)存問(wèn)題，富勒烯C₆₀可用作儲(chǔ)氫材料．科學(xué)家把C₆₀ 和K摻雜在一起制造了一種富勒烯與鉀的化合物，該物質(zhì)在低溫時(shí)是一種超導(dǎo)體，其晶胞如圖2所示，該物質(zhì)的K原子和C₆₀分子的個(gè)數(shù)比為

 

．
（4）繼C₆₀后，科學(xué)家又合成了Si₆₀、N₆₀、．C、Si、N原子電負(fù)性由大到小的順序是

 

；這三種元素對(duì)應(yīng)的最高價(jià)含氧酸的酸性順序?yàn)?div id="kt0t4k5" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

；Si₆₀、N₆₀、C₆₀ 三種晶體屬于

 

晶體，晶體的熔沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?div id="r5ssaiq" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,配合物的成鍵情況,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,不同晶體的結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別,化學(xué)電源新型電池

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）鎳是28號(hào)元素，原子核外有28個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫基態(tài)鎳原子的核外電子排布式的簡(jiǎn)化形式；
（2）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定雜化方式，利用均攤法計(jì)算每個(gè)碳原子含有幾個(gè)σ鍵，從而計(jì)算1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目；
（3）根據(jù)電子排布規(guī)律，寫出鉀原子電子排布式；根據(jù)晶胞的分配原則計(jì)算出每個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)各離子的個(gè)數(shù)；
（4）同一主族元素知，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而減小，同一周期元素中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大；最高價(jià)含氧酸的酸性與非金屬性一致，非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng)；分子晶體的熔沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量成正比；穩(wěn)定性與鍵能有關(guān)，元素的電負(fù)性越大，其形成的化學(xué)鍵越穩(wěn)定，斷鍵需要的能量越多，故越穩(wěn)定；
（5）配位鍵由提供孤電子對(duì)的原子指向提供空軌道的原子；
（6）燃料電池中，通入燃料甲醇的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為CH₃OH-6e^-+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，通入氧氣的電極為正極，電極反應(yīng)為2O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)電子流向，A為負(fù)極，B為正極來(lái)判斷回答．

解答： 解：（1）鎳是28號(hào)元素，原子核外有28個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理基態(tài)鎳原子的核外電子排布式的簡(jiǎn)化形式為[Ar]3d⁸4s²，故答案為：[Ar]3d⁸4s²；
（2）每個(gè)碳原子含有的σ鍵個(gè)數(shù)且不含孤電子對(duì)，所以采用sp² 雜化，每個(gè)碳原子含有的σ鍵個(gè)數(shù)為

3

2

，所以1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目=

3

2

 N_A=90N_A，故答案為：sp²，90N_A；
（3）在晶胞中，每個(gè)面上有兩個(gè)鉀原子，每個(gè)頂點(diǎn)上和體心有一個(gè)C₆₀，根據(jù)均攤法可知K原子個(gè)數(shù)為6×

1

2

×2=6，C₆₀分子的個(gè)數(shù)比為8×

1

8

+1=2；所以K原子個(gè)數(shù)為和C₆₀分子的個(gè)數(shù)比為6：2=3：1，故答案：3：1；
（4）同一主族元素知，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而減小，同一周期元素中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大，所以C、Si、N原子電負(fù)性由大到小的順序是N＞C＞Si；最高價(jià)含氧酸的酸性與非金屬性一致，非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng)，所以最高價(jià)含氧酸的酸性順序?yàn)镠NO₃＞H₂CO₃＞H₂SiO₃；
根據(jù)結(jié)構(gòu)判斷，他們屬于分子晶體，又由于分子晶體的熔沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量成正比，所以晶體的熔沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镾i₆₀＞N₆₀＞C₆₀；穩(wěn)定性與鍵能有關(guān)，元素的電負(fù)性越大，其形成的化學(xué)鍵越穩(wěn)定，斷鍵需要的能量越多，故越穩(wěn)定，所以穩(wěn)定性順序?yàn)椋篘₆₀＞C₆₀＞Si₆₀；
故答案為：N＞C＞Si；HNO₃＞H₂CO₃＞H₂SiO₃；分子；Si₆₀＞N₆₀＞C₆₀；分子晶體的熔沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量成正比，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高；N₆₀＞C₆₀＞Si₆₀；穩(wěn)定性與鍵能有關(guān)，元素的電負(fù)性越大，其形成的化學(xué)鍵越穩(wěn)定，斷鍵需要的能量越多，故越穩(wěn)定；
（5）配位鍵由提供孤電子對(duì)的原子指向提供空軌道的原子，所以該配合物中的配位鍵為：
，故答案為：；
（6）燃料電池中，通入燃料甲醇的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為CH₃OH-6e^-+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，通入氧氣的電極為正極，電極反應(yīng)為2O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)電子流向，A為負(fù)極，B為正極，故答案為：負(fù)；CH₃OH-6e^-+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O；正；2O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

點(diǎn)評(píng)：本題對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布式的書寫、化學(xué)鍵的計(jì)算、雜化方式等知識(shí)點(diǎn)以及電極反應(yīng)的書寫，高考熱點(diǎn)，會(huì)利用均攤法解答問(wèn)題，難度中等．