Question

能源問題日益成為制約國際社會經濟發(fā)展的瓶頸，越來越多的國家開始實行“陽光計劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經濟發(fā)展的新動力．
（1）富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能，在太陽能電池的應用上具有非常光明的前途．富勒烯（C₆₀）的結構如圖，分子中 碳原子軌道的雜化類型為

 

；1mol C₆₀分子中σ 鍵的數(shù)目為

 

．
（2）Cu元素位于周期表

 

區(qū)，Cu晶胞中Cu原子的配位數(shù)為

 

，已知晶胞密度為ρ g/cm³求：Cu原子的半徑為

 

m．
（3）Cu₃N形成的晶體結構如圖所示．與同一個N^3-相連的Cu⁺有

 

個．
（4）火山噴出巖漿中含有多種硫化物．冷卻時ZnS比HgS先析出，原因是

 

．
（5）下列說法正確的是

 

．
A．第一電離能大小：S＞P＞Si
B．電負性順序：C＜N＜O＜F
C．MCO₃中M²⁺半徑越大，MCO₃熱分解溫度越低
D．SO₂與CO₂的化學性質類似，分子結構也都呈直線型，相同條件下SO₂的溶解度更大
E．分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分子晶體的熔．沸點越高．

Answer 1

考點：原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,元素周期律的作用,晶胞的計算

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結構

分析：（1）根據價層電子對互斥理論確定雜化方式，利用均攤法計算每個碳原子含有幾個σ鍵，從而計算1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目；
（2））ⅠA、ⅡA族最后填充s電子，為s區(qū)；ⅢA～零族為p區(qū)，第ⅢB～ⅤⅡB族和第ⅤⅢ為d區(qū)；ⅠB和ⅡB族為ds區(qū)；金屬銅采用面心立方最密堆積，Cu晶胞中Cu原子的配位數(shù)為12；晶胞內Cu原子數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，令銅原子的比較為rcm，則晶胞的棱長為

2

2

×4rcm=2

2

rcm，所以(2

2

r)3ρ=4

M

NA

，據此計算銅原子半徑；
（3）根據均攤法計算黑色球、白色球數(shù)目，確定其代表的離子，再結合晶胞結構進行判斷；
（4）二者均為離子晶體，ZnS晶格能大于HgS；
（5）A．同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；
B．同一周期元素中，元素的電負性隨著原子序數(shù)的增大而增大；
C．晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，離子半徑與晶格能成反比，離子所帶電荷與晶格能成正比；
D．根據價層電子對互斥理論確定分子構型，根據相似相溶原理分析；
E．分子晶體中，物質的熔沸點與其相對分子質量成正比．

解答： 解：（1）每個碳原子含有的σ鍵個數(shù)且不含孤電子對，所以采用sp² 雜化，每個碳原子含有的σ鍵個數(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；
（2）Cu原子核外有29個電子，其3d、4s電子為其外圍電子，所以其外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹，屬于ds區(qū)，金屬銅采用面心立方最密堆積，配位數(shù)=3×8×

1

2

=12；晶胞內Cu原子數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，令銅原子的比較為rcm，則晶胞的棱長為

2

2

×4rcm=2

2

rcm，所以(2

2

r)3ρ=4

M

NA

，r=

2

4

×

3	4M ρNA

cm=

2

4

×

3	4M ρNA

×10^-2m，

故答案為：ds；12；

2

4

×

3	4M ρNA

×10^-2m；
（3）晶胞中黑色球數(shù)目為12×

1

4

=3，白色球數(shù)目為8×

1

8

=1，故黑色球為Cu⁺，白色球為N^3-，由晶胞結構可知，棱上的Cu⁺與N^3-相連，以N^3-為中心，在X、Y、Z三個軸上，在每個軸上等距離的Cu⁺有2個，故同一個N^3-相連的Cu⁺有6個，
故答案為：6；
（4）二者均為離子晶體，ZnS晶格能大于HgS，因此ZnS先析出，
故答案為：二者均為離子晶體，ZnS晶格能大于HgS，因此ZnS先析出；
（5）A．同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離能大小：P＞S＞Si，故A錯誤；
B．同一周期元素中，元素的電負性隨著原子序數(shù)的增大而增大，所以電負性順序：C＜N＜O＜F，故B正確；
C．晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，離子半徑與晶格能成反比，離子所帶電荷與晶格能成正比，MCO₃中M²⁺半徑越大，所以MCO₃熱分解溫度越低，故C正確；
D．二氧化硫分子中硫原子的價層電子對是3且含有一個電子對，所以二氧化硫是V形結構，為極性分子，二氧化碳是非極性分子，根據相似相溶原理知，二氧化硫易溶于水，故D錯誤；
E．分子晶體中，物質的熔沸點與其相對分子質量成正比，故D錯誤；
故答案為：BC．

點評：本題考查物質結構和性質，涉及晶胞的計算、晶格能、元素周期律等知識點，這些是學習難點，也是考查重點，同時考查學生空間想象能力，會利用均攤法是解答關鍵，題目難度中等．