Question

【化學(xué)一選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（15分）

    碳元素是構(gòu)成物質(zhì)種類(lèi)最多的一種元素，許多物質(zhì)與我們的生活息息相關(guān)。

（1）氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲(chǔ)存問(wèn)題，C60可用作儲(chǔ)氫材料。已知金剛石中的C－C的鍵長(zhǎng)為154.45pm，C60中C－C鍵長(zhǎng)為145~140pm，有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為C60的熔點(diǎn)高于金剛石，你認(rèn)為是否正確      ，理由是                       。

（2）科學(xué)家把C60和鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物， 其晶胞如圖所示，該物質(zhì)在低溫時(shí)是一種超導(dǎo)體。寫(xiě)出基態(tài)碳原子的電子排布圖                  ，該物質(zhì)的K原子和C60分子的個(gè)數(shù)比為           。

（3）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           。Si60分子中每個(gè)硅原子只跟相鄰的3個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵，且每個(gè)硅原子最外層都滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則Si60分子中π鍵的數(shù)目為                。

    （4）Fe(CO)5是一種常見(jiàn)的配合物，可代替四乙基鉛作為汽油的抗爆震劑。

    ①寫(xiě)出CO的一種常見(jiàn)等電子體分子的結(jié)構(gòu)式           ；兩者相比較沸點(diǎn)高的為

                （填分子式）。

    ②Fe(CO)5在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：Fe(CO)5(s)=Fe(s)+5CO(g)，已知：反應(yīng)過(guò)程中，斷裂的化學(xué)鍵只有配位鍵，由此判斷該反應(yīng)所形成的化學(xué)鍵類(lèi)型為         。

（5）NiXO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，x值為0.88，晶胞邊長(zhǎng)為4.28×10－10m。晶胞中兩個(gè)Ni原子之間的最短距離為_(kāi)__________m（精確至0.01）。若晶體中的Ni分別為Ni2﹢、Ni3﹢，此晶體中Ni2﹢與Ni3﹢的最簡(jiǎn)整數(shù)比為_(kāi)________。

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】電子排布圖，晶胞的計(jì)算，熔沸點(diǎn)的比較，化學(xué)鍵

【答案解析】（15分，除注明外其余沒(méi)空1分）

    （1）不正確；    C60是分子晶體，熔化時(shí)不斷開(kāi)C-C鍵（2分）

（2）      ；3:1

（3）N>C>Si     30（2分）

（4）①N≡N     CO

②金屬鍵

（5）3.03×10-10（2分）     8:3（2分）

解析：（1）因?yàn)镃60是分子晶體，熔化時(shí)不斷開(kāi)C-C鍵，熔點(diǎn)較低。

（2）碳原子6號(hào)元素，基態(tài)碳原子的電子排布圖。晶胞中C60分子1個(gè)在中心和8個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)晶胞含2個(gè)C60分子；12個(gè)K原子在晶胞的面上，每個(gè)晶胞含K原子數(shù) 為6個(gè)，則該物質(zhì)的K原子和C60分子的個(gè)數(shù)比為3：1

（3）非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越強(qiáng)，C、Si、N原子電負(fù)性由大到小的順序是N>C>Si，Si60分子中每個(gè)硅原子只跟相鄰的3個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵，且每個(gè)硅原子最外層都滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，說(shuō)明硅原子跟相鄰的3個(gè)硅原子形成3個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，即2個(gè)硅原子1個(gè)π鍵，則Si60分子中π鍵的數(shù)目為30

（4）①CO的一種常見(jiàn)等電子體分子為N2，結(jié)構(gòu)式N≡N。兩者分子量相同（28），且兩者都是雙原子分子，但是一個(gè)是極性分子（CO）另一個(gè)是非極性分子，在其它條件相同下，極性分子的相互吸引力大于非極性分子，故極性分子CO的沸點(diǎn)會(huì)高。②反應(yīng)過(guò)程中，斷裂的化學(xué)鍵只有配位鍵，生成了鐵單質(zhì)，所以生成了金屬鍵。

（5））NiXO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，晶胞中兩個(gè)Ni原子之間的最短距離為晶胞面對(duì)角線(xiàn)的1/2即4.28×10－10=3.03×10-10 。設(shè)Ni0.88O中Ni2﹢、Ni3﹢個(gè)數(shù)分別為a、b根據(jù)化合價(jià)得，解得a/b=8:3

【思路點(diǎn)撥】本題主要考查電子排布圖，關(guān)于晶胞的計(jì)算，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)的比較，化學(xué)鍵的知識(shí)。難度中等。注意計(jì)算時(shí)用到的方法。