Question

【化学——选修3：物质结构与性质】电化学还原技术是一种处置CO₂的绿色环保、有发展潜力的方法。铜、铂、铟(In)等金属都是该反应的催化剂。

(1)In元素基态原子的价电子排布式为____________。与Cu元素同周期，且基态原子有2个未成对电子的过渡元素是_________________(填元素符号)。

(2)第一电子亲和能(E₁)是元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量。第二周期部分元素的E₁变化趋势如图所示。试分析碳元素的E₁较大的原因_____________________________。

(3)[PtC1₄(NH₃)₂]中N原子的杂化方式为________，所含化学键类型包括_______(填字母)。

a．离子键b．共价键c．金属键d．配位键e．氢键

[PtCl₄(NH₃)₂]中H-N-H键之间夹角______(填“>”“<”或“=”)NH₃分子中H-N-H键之间夹角，原因是__________________________________。

(4)C₆₀晶体可采取非最密堆积，然后在空隙中插入金属离子获得超导体，如图为K₃C₆₀的面心立方晶胞。则K⁺占据的是C₆₀围成的正四面体空隙和_____空隙，若C₆₀分子的原子坐标参数分别为A(0，0，0)，B()，C(1，1，1)等，则距离A位置C₆₀分子最近的K⁺的原子坐标参数为_____________。判断晶体熔沸点高低：C₆₀_________K₃C₆₀(填“>”“<”或“=”)。

Answer

5s25p1 Ti Ni 碳原子结合一个电子后的2p3轨道为半充满状态，稳定性较强 sp3 b d > [PtC14(NH3)2]形成过程中，NH3中的N原子的孤对电子与Pt4+形成了配位键，转化为成键电子对，对其它成键电子对的斥力降低，所以键角增大 正八面体 <

【解析】试题分析：本题考查价电子排布式的书写、第一电子亲和能、原子杂化方式的判断、化学键的判断、晶胞的分析、晶体熔点高低的比较。

（1）In位于元素周期表中第五周期IIIA族，基态In原子的价电子排布式为5s25p1。Cu处于第四周期，与Cu同周期且基态原子有2个未成对电子的过渡元素是Ti、Ni。

（2）基态碳原子的价电子排布式为2s22p2，碳原子得到一个电子后的2p3轨道为半充满状态、稳定性较强，放出的能量较大，所以碳元素的E1较大。

（3）[PtCl4（NH3）2]中每个N原子形成3个氮氢σ键，与Pt4+形成1个配位键，配位键也属于σ键，N原子上没有孤电子对，N原子的杂化方式为sp3杂化。[PtCl4（NH3）2]中N与H之间形成共价键，Pt4+与Cl-、NH3分子间形成配位键，[PtCl4（NH3）2]所含化学键类型：共价键和配位键，答案选bd。[PtCl4（NH3）2]、NH3分子中N原子都采用sp3杂化，[PtCl4（NH3）2]形成过程中，NH3中的N原子上的孤电子对与Pt4+形成了配位键，转化为成键电子对，对其它成键电子对的斥力降低，所以键角增大，[PtCl4（NH3）2]中H-N-H键之间夹角NH3分子中H-N-H键之间夹角。

（4）根据图示C60位于晶胞的8个顶点和6个面心，用“均摊法”，1个晶胞中含C60：8+6=4，根据化学式K3C60，1个晶胞中含12个K+，其中8个K+占据C60围成的正四面体空隙，4个K+占据C60围成的正八面体空隙（八面体空隙的中心分别在体心和棱心上）。距离A位置C60分子最近的K+位于图中ABDE围成的正四面体空隙，若C60分子的原子坐标参数分别为A（0，0，0），B（，0，），C（1，1，1）等，则原子坐标参数D（，，0），E（0，，），距离A位置C60分子最近的K+的原子坐标参数为（，，）。C60属于分子晶体，K3C60属于离子晶体，分子间作用力小于离子键，晶体熔沸点高低：C60K3C60。