Question

4．太陽能電池板材料除單晶硅外，還有銅、銦、鎵、硒等化學物質(zhì)．
（1）銦與鎵同是ⅢA族元素，寫出銦基態(tài)原子的電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p¹．
（2）硒為第四周期VI A族元素，與其相鄰的元素有砷（33號）、溴（35號），則三種元素的電負性由小到大的順序為As＜Se＜Br（用元素符號表示）．SeO₃分子的立體構型為平面三角形．
（3）硅烷（Si_nH_2n+2）的沸點與相對分子質(zhì)量的關系如圖所示，呈現(xiàn)這種變化的原因是硅烷為分子晶體，隨相對分子質(zhì)量增大，分子間作用力增強，熔沸點升高．
（4）硼元素具有缺電子性，其化合物往往具有加合性，如硼酸（H₃BO₃）在水溶液中能與水反應生成[B（OH）₄]^-，其中B原子的雜化類型為sp³．
（5）金屬銅投入氨水中或投入H₂O₂溶液中均無明顯現(xiàn)象，但投入氨水-過氧化氫混合液中，則銅片溶解，溶液呈深藍色，寫出該反應的離子方程式：Cu+H₂O₂+4NH₃•H₂O=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-+4H₂O．
（6）一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積結(jié)構，在晶胞中金原子位于頂點，銅原子位于面心，則該合金中金原子（Au）與銅原子（Cu）個數(shù)比為1：3；若該晶體的晶胞參數(shù)為a pm，則該合金密度為$\frac{（197+64×3）×10{\;}^{-30}}{N{\;}_{A}×a{\;}^{3}}$g/cm³．（列出計算式，不要求計算結(jié)果，阿伏伽德羅數(shù)的值為N_A）

Answer 1

分析 （1）銦處于第五周期ⅢA族；
（2）砷、硒、溴三種元素都是第4周期非金屬元素，同一周期元素自左而右電負性增大；氣態(tài)SeO₃分子中心原子Se的價層電子對數(shù)、孤電子對數(shù)，進而確定其分子構型；
（3）硅烷（Si_nH_2n+2）都是分子晶體，分子晶體的沸點高低取決于分子間作用力，而分子間作用力與相對分子質(zhì)量的大小有關；
（4）計算B原子價層電子對數(shù)，確定其雜化方式；
（5）金屬Cu單獨與氨水或單獨與過氧化氫都不能反應，但可與氨水和過氧化氫的混合溶液反應，說明兩者能互相促進，是兩種物質(zhì)共同作用的結(jié)果，其中過氧化氫為氧化劑，氨與Cu²⁺形成配離子，兩者相互促進使反應進行；
（6）利用均攤法計算兩種金屬原子個數(shù)之比，進而計算晶胞質(zhì)量，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算．

解答 解：（1）銦處于第五周期ⅢA族，銦基態(tài)原子的電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p¹；
（2）砷、硒、溴三種元素都是第4周期非金屬元素，同一周期元素自左而右電負性增大，故電負性：As＜Se＜Br，氣態(tài)SeO₃分子中心原子Se的價層電子對數(shù)為3+$\frac{6-2×3}{2}$=3，無孤電子對，所以分子構型為平面三角形，
故答案為：As＜Se＜Br；平面三角形；
（3）硅烷（Si_nH_2n+2）都是分子晶體，分子晶體的沸點高低取決于分子間作用力，硅烷的相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強，熔沸點升高，
故答案為：硅烷為分子晶體，隨相對分子質(zhì)量增大，分子間作用力增強，熔沸點升高；
（4））[B（OH）₄]^-中B的價層電子對=4+$\frac{1}{2}$（3+1-4×1）=4，所以采取sp³雜化，故答案為：sp³；
（5）金屬Cu單獨與氨水或單獨與過氧化氫都不能反應，但可與氨水和過氧化氫的混合溶液反應，說明兩者能互相促進，是兩種物質(zhì)共同作用的結(jié)果，其中過氧化氫為氧化劑，氨與Cu²⁺形成配離子，兩者相互促進使反應進行，離子方程式為：Cu+H₂O₂+4NH₃•H₂O=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+4NH₃•H₂O=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-+4H₂O；
（6）在晶胞中，Au原子位于頂點，Cu原子位于面心，該晶胞中Au原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子個數(shù)=6×$\frac{1}{2}$=3，所以該合金中Au原子與Cu原子個數(shù)之比=1：3，
晶胞體積V=（a×10^-10cm）³，每個晶胞中銅原子個數(shù)是3、Au原子個數(shù)是1，晶胞質(zhì)量為$\frac{197+64×3}{N{\;}_{A}}$g，則晶胞密度ρ=$\frac{197+64×3}{N{\;}_{A}}$g÷（a×10^-10cm）³=$\frac{（197+64×3）×10{\;}^{-30}}{N{\;}_{A}×a{\;}^{3}}$g．cm^-3，
故答案為：1：3；$\frac{（197+64×3）×10{\;}^{-30}}{N{\;}_{A}×a{\;}^{3}}$．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構的考查，涉及核外電子排布、電負性、分子空間構型、雜化方式、配合物、晶胞密度的計算等，難度中等，需要學生具備扎實的基礎與靈活運用知識的能力．