Question

【化学一选修3：物质结构与性质】（15分）

    碳元素是构成物质种类最多的一种元素，许多物质与我们的生活息息相关。

（1）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C60可用作储氢材料。已知金刚石中的C－C的键长为154.45pm，C60中C－C键长为145~140pm，有同学据此认为C60的熔点高于金刚石，你认为是否正确      ，理由是                       。

（2）科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物， 其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。写出基态碳原子的电子排布图                  ，该物质的K原子和C60分子的个数比为           。

（3）继C60后，科学家又合成了Si60、N60，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是           。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si60分子中π键的数目为                。

    （4）Fe(CO)5是一种常见的配合物，可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂。

    ①写出CO的一种常见等电子体分子的结构式           ；两者相比较沸点高的为

                （填分子式）。

    ②Fe(CO)5在一定条件下发生反应：Fe(CO)5(s)=Fe(s)+5CO(g)，已知：反应过程中，断裂的化学键只有配位键，由此判断该反应所形成的化学键类型为         。

（5）NiXO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值为0.88，晶胞边长为4.28×10－10m。晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为___________m（精确至0.01）。若晶体中的Ni分别为Ni2﹢、Ni3﹢，此晶体中Ni2﹢与Ni3﹢的最简整数比为_________。

Answer 1

【知识点】电子排布图，晶胞的计算，熔沸点的比较，化学键

【答案解析】（15分，除注明外其余没空1分）

    （1）不正确；    C60是分子晶体，熔化时不断开C-C键（2分）

（2）      ；3:1

（3）N>C>Si     30（2分）

（4）①N≡N     CO

②金属键

（5）3.03×10-10（2分）     8:3（2分）

解析：（1）因为C60是分子晶体，熔化时不断开C-C键，熔点较低。

（2）碳原子6号元素，基态碳原子的电子排布图。晶胞中C60分子1个在中心和8个顶点上，每个晶胞含2个C60分子；12个K原子在晶胞的面上，每个晶胞含K原子数 为6个，则该物质的K原子和C60分子的个数比为3：1

（3）非金属性越强电负性越强，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N>C>Si，Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，说明硅原子跟相邻的3个硅原子形成3个σ键和1个π键，即2个硅原子1个π键，则Si60分子中π键的数目为30

（4）①CO的一种常见等电子体分子为N2，结构式N≡N。两者分子量相同（28），且两者都是双原子分子，但是一个是极性分子（CO）另一个是非极性分子，在其它条件相同下，极性分子的相互吸引力大于非极性分子，故极性分子CO的沸点会高。②反应过程中，断裂的化学键只有配位键，生成了铁单质，所以生成了金属键。

（5））NiXO晶体晶胞结构为NaCl型，晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为晶胞面对角线的1/2即4.28×10－10=3.03×10-10 。设Ni0.88O中Ni2﹢、Ni3﹢个数分别为a、b根据化合价得，解得a/b=8:3

【思路点拨】本题主要考查电子排布图，关于晶胞的计算，物质的熔沸点的比较，化学键的知识。难度中等。注意计算时用到的方法。