Question

已知：
（1）測(cè)定土壤中鐵的含量時(shí)需先將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，再采用鄰啡羅啉作顯色劑，用比色法測(cè)定，若土壤中含有高氯酸鹽時(shí)會(huì)對(duì)測(cè)定有干擾．相關(guān)的反應(yīng)如下：
4FeCl₃+2NH₂OH?HCl═4FeCl₂+N₂O↑+6HCl+H₂O
①Fe²⁺在基態(tài)時(shí)，價(jià)層電子排布式

 

．
②羥胺（NH₂OH）中N原子的雜化方式

 

．
③Fe²⁺與鄰啡羅啉形成的配合物中，配位數(shù)為

 

．
（2）硫酸銅晶體的化學(xué)式也可以表達(dá)為Cu（H₂O）₄SO₄?H₂O晶體，該晶體中含有的化學(xué)鍵類型是

 

．
（3）多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池材料為無(wú)機(jī)鹽，其主要包括砷化鎵、硫化鎘、磷化鎵及銅錮硒薄膜電池等．其中元素P、As、Se第一電離能由小到大的順序?yàn)椋?div id="lpx5yqo" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
（4）①有機(jī)太陽(yáng)能固體電池材料含有高純度C₆₀，其結(jié)構(gòu)如圖1，則1mol C₆₀分子中π鍵的數(shù)目為

 

，C₆₀的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2，則其配位數(shù)為

 

若此晶胞的密度為ρ g/cm³則兩個(gè)最近C₆₀間的距離為

 

cm（列式表達(dá)，已知阿伏伽德羅常數(shù)為N_A）

②如果把晶胞頂點(diǎn)與最近三個(gè)面心所圍成的空隙叫做四面體空隙，第四周期電負(fù)性最小的原子可作為容體摻入C₆₀晶體的空隙中，形成具有良好的超導(dǎo)性的摻雜C₆₀化合物．若每個(gè)四面體空隙填入一個(gè)原子，則全部填滿C₆₀晶體的四面體空隙后，所形成的摻雜C₆₀化合物的化學(xué)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,配合物的成鍵情況,晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）①鐵原子失去最外層4s能級(jí)2個(gè)電子形成Fe²⁺，再根據(jù)核外電子排布規(guī)律進(jìn)行書(shū)寫(xiě)；
②根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定羥胺NH₂OH中N原子的雜化方式；
③配位數(shù)就是在配位個(gè)體中與一個(gè)形成體成鍵的配位原子的總數(shù)；
（2）陰陽(yáng)離子存在離子鍵，非金屬元素間易形成共價(jià)鍵，配合物中存在配位鍵；
（3）同一周期，從左到右，元素的第一電離呈增大趨勢(shì)，但第VA族元素第一電離能大于第VIA元素；
 同一主族，從上到下，元素的第一電離逐漸減��；
（4）①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π鍵的數(shù)目；C₆₀采用面心立方最密堆積；
②晶胞中C₆₀分子間的最短距離為d cm，則棱長(zhǎng)為2d×

2

2

cm=

2

cm，晶胞的體積=22

2

d³cm³，該晶胞中C₆₀分子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，再結(jié)合ρV=m計(jì)算；
（4）三個(gè)球相切，擺成正三角形，然后上面放第四個(gè)球，這樣圍成的空隙，就叫正四面體空隙，如圖所示：在面心立方結(jié)構(gòu)中，每個(gè)小立方體對(duì)應(yīng)1個(gè)四面體空隙，一共有8個(gè)正四面體空隙，上圖畫(huà)出了其中一個(gè)，第四周期電負(fù)性最小的原子是K，所以晶胞中一共有8個(gè)k原子，1+6×

1

2

=4個(gè)C₆₀分子，然后求出化學(xué)式．

解答： 解：（1）①鐵原子失去最外層4s能級(jí)2個(gè)電子形成Fe²⁺，其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，價(jià)層電子排布式為3d⁶；
故答案為：3d⁶；
②羥胺（NH₂OH）中氮原子含有3個(gè)σ鍵和1個(gè)孤電子對(duì)，所以其價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4，該分子屬于三角錐形結(jié)構(gòu)，采用sp³雜化；
故答案為：sp³；
③配位數(shù)就是在配位個(gè)體中與一個(gè)形成體成鍵的配位原子的總數(shù)，所以Fe²⁺與鄰啡羅啉形成的配合物（形成過(guò)程如圖1）中，配位數(shù)為6；
故答案為：6；
（2）Cu（H₂O）₄SO₄?H₂O中硫酸根離子和Cu（H₂O）₄²⁺存在離子鍵，O原子和銅原子之間存在配位鍵，H₂O中H和O之間存在共價(jià)鍵，所以Cu（H₂O）₄SO₄?H₂O中所含的化學(xué)鍵有共價(jià)鍵、離子鍵、配位鍵；
故答案為：共價(jià)鍵、離子鍵、配位鍵；
（3）As和Se屬于同一周期，且As屬于第VA族，Se屬于第VIA族，所以第一電離能As＞Se，同一主族，從上到下，元素的第一電離逐漸減小，所以第一電離能As＜P，則第一電離能：Se＜As＜P；
故答案為：Se＜As＜P；
（4）①每個(gè)碳原子含有的π鍵個(gè)數(shù)為

1

2

，所以1molC₆₀分子中π鍵的數(shù)目為

1

2

×60×N_A=30N_A；C₆₀采用面心立方最密堆積，其配位數(shù)為12；
故答案為：30N_A；12；
②晶胞中C₆₀分子間的最短距離為d cm，則棱長(zhǎng)為2d×

2

2

cm=

2

cm，晶胞的體積=22

2

d³cm³，該晶胞中C₆₀分子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，ρ=

m

V

=

4×720

2 2 d3

，解得d³=720

2

，則d=

3	720 2

；
故答案為：

3	720 2

；
（5）三個(gè)球相切，擺成正三角形，然后上面放第四個(gè)球，這樣圍成的空隙，就叫正四面體空隙，如圖所示：在面心立方結(jié)構(gòu)中，每個(gè)小立方體對(duì)應(yīng)1個(gè)四面體空隙，一共有8個(gè)正四面體空隙，上圖畫(huà)出了其中一個(gè)，第四周期電負(fù)性最小的原子是K，所以晶胞中一共有8個(gè)K原子，1+6×

1

2

=4個(gè)C₆₀分子，故組成 K₈（C₆₀）₄，化學(xué)式為K₂C₆₀；
故答案為：K₂C₆₀．

點(diǎn)評(píng)：本題目綜合性較大，涉及晶體、化學(xué)鍵、雜化軌道、第一電離、晶胞計(jì)算等，晶胞計(jì)算難度較大，為易錯(cuò)點(diǎn)．