Question

8．太陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置．其材料除單晶硅，還有銅銦鎵硒等化合物．
（1）鎵的基態(tài)原子的電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹．
（2）硒為第4周期元素，相鄰的元素有砷和溴，則3種元素的第一電離能從大到小順序?yàn)锽r＞As＞Se（用元素符號(hào)表示）．
（3）氣態(tài)SeO₃分子的立體構(gòu)型為平面三角形．
（4）硅烷（Si_nH_2n+2）的沸點(diǎn)與其相對(duì)分子質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示，呈現(xiàn)這種變化關(guān)系的原因是：硅烷的相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間范德華力越強(qiáng)．
（5）與鎵元素處于同一主族的硼元素具有缺電子性，其化合物往往具有加合性，因而硼酸（H₃BO₃）在水溶液中能與水反應(yīng)生成[B（OH）₄]^-而體現(xiàn)一元弱酸的性質(zhì)，則[B（OH）₄]^-中B的原子雜化類(lèi)型為sp³．
（6）金屬Cu單獨(dú)與氨水或單獨(dú)與過(guò)氧化氫都不能反應(yīng)，但可與氨水和過(guò)氧化氫的混合溶液反應(yīng)生成銅氨配離子的溶液，則該反應(yīng)的離子方程式為Cu+H₂O₂+4NH₃•H₂O=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-+4H₂O．
（7）一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積的結(jié)構(gòu)．在晶胞中，Au原子位于頂點(diǎn)，Cu原子位于面心，則該合金中Au原子與Cu原子個(gè)數(shù)之比為1：3，若該晶胞的邊長(zhǎng)為a pm，則合金的密度為$\frac{197+64×3}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g•cm^-3（只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A）．

Answer 1

分析 （1）鎵是31號(hào)元素，根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律可以寫(xiě)出電子排布式；
（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第一電離能呈增大趨勢(shì)，但砷元素原子4p能級(jí)是半滿(mǎn)穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素；
（3）計(jì)算SeO₃分子中Se原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)、孤對(duì)電子數(shù)，可以判斷分子構(gòu)型；
（4）硅烷（Si_nH_2n+2）都是分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，晶體沸點(diǎn)越高；
（5）[B（OH）₄]^-中B的價(jià)層電子對(duì)=4+$\frac{1}{2}$×（3+1-4×1）=4，雜化軌道數(shù)目為4；
（6）金屬Cu單獨(dú)與氨水或單獨(dú)與過(guò)氧化氫都不能反應(yīng)，但可與氨水和過(guò)氧化氫的混合溶液反應(yīng)，說(shuō)明兩者能互相促進(jìn)，是兩種物質(zhì)共同作用的結(jié)果，其中過(guò)氧化氫為氧化劑，氨與Cu²⁺形成配離子Cu（NH₃）₄²⁺，兩者相互促進(jìn)使反應(yīng)進(jìn)行；
（7）利用均攤法確定晶胞中各種原子的個(gè)數(shù)，結(jié)合晶胞中原子數(shù)目，表示出晶胞質(zhì)量，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算密度；

解答 解：（1）鎵是31號(hào)元素，核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹；
（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第一電離能呈增大趨勢(shì)，但砷元素原子4p能級(jí)是半滿(mǎn)穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能Br＞As＞Se，故答案為：Br＞As＞Se；
（3）氣態(tài)SeO₃分子中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+$\frac{6-2×3}{2}$=3，無(wú)孤電子對(duì)，所以分子構(gòu)型為平面三角形，
故答案為：平面三角形；
（4）硅烷（Si_nH_2n+2）都是分子晶體，分子晶體的沸點(diǎn)高低取決于分子間作用力，而分子間作用力與相對(duì)分子質(zhì)量的大小有關(guān)，硅烷的相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間范德華力越強(qiáng)，晶體的沸點(diǎn)越高，
故答案為：硅烷的相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間范德華力越強(qiáng)；
（5）[B（OH）₄]^-中B的價(jià)層電子對(duì)=4+$\frac{1}{2}$（3+1-4×1）=4，所以采取sp³雜化，
故答案為：sp³；
（6）金屬Cu單獨(dú)與氨水或單獨(dú)與過(guò)氧化氫都不能反應(yīng)，但可與氨水和過(guò)氧化氫的混合溶液反應(yīng)，說(shuō)明兩者能互相促進(jìn)，是兩種物質(zhì)共同作用的結(jié)果，其中過(guò)氧化氫為氧化劑，氨與Cu²⁺形成配離子，兩者相互促進(jìn)使反應(yīng)進(jìn)行，方程式可表示為：Cu+H₂O₂+4NH₃•H₂O=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+4NH₃•H₂O=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-+4H₂O；
（7）在晶胞中，Au原子位于頂點(diǎn)，Cu原子位于面心，該晶胞中Au原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子個(gè)數(shù)=6×$\frac{1}{2}$=3，所以該合金中Au原子與Cu原子個(gè)數(shù)之比=1：3，
晶胞體積V=（a×10^-10cm）³，每個(gè)晶胞中銅原子個(gè)數(shù)是3、Au原子個(gè)數(shù)是1，則ρ=$\frac{\frac{197+64×3}{{N}_{A}}g}{（a×1{0}^{-10}cm）^{3}}$=$\frac{197+64×3}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g•cm^-3，
故答案為：1：3；$\frac{197+64×3}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-10}）^{3}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、第一電離能、分子空間構(gòu)型、雜化方式、晶胞計(jì)算，注意理解同周期第一電離能異常情況，難度中等．