Question

【題目】浙江師范大學的研究團隊研究獲得了一類具有高活性和選擇性的鈣鈦礦光催化劑（），這一成果發(fā)表在2020年1月Chem. Mater.上。帶有負電荷的CsPbBr3將帶正電的固定在其表面，用于可見光驅動CO2還原。

(1)寫出Ni基態(tài)原子的價電子排布圖（軌道表達式）___________________。

(2)C、N、O、Cs、Pb元素第一電離能由大到小的順序是____________________。

(3)是二價陽離子，該離子中氮原子的雜化類型為_________，該離子結構中含有_________（填字母）。

a．離子鍵 b．配位鍵 C．π鍵 d.氫鍵

(4)某些氧化物的熔點數(shù)據(jù)如下表所示：

氧化物	CO2	Cs2O	PbO
熔點/℃	-56.6	490	888

解釋表中氧化物之間熔點差異的原因：______________________________。

(5)氮化鎵是一種半導體材料。晶胞結構可看作金剛石晶胞內部的碳原子被N原子代替，頂點和面心的碳原子被Ga原子代替。

①與同一個Ga原子相連的N原子構成的空間構型為__________；

②以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數(shù)坐標。若沿y軸投影的晶胞中所有原子的分布圖如圖，則2、3、4原子的分數(shù)坐標不可能的是（________________）

a．(0.75，0.25，0.25) b．(0.25，0.75，0.75)

c．(0.25，0.75，0.25) d．(0.75，0.75，0.75)

③ GaN晶體中N和N的原子核間距為a pm，GaN摩爾質量為，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則GaN晶體的密度為___________（）。

Answer 1

【答案】 N、O、C、Pb、Cs sp2雜化 bc Cs2O和PbO是離子晶體，熔化需破壞離子鍵，CO2是分子晶體，熔化需克服范德華力，范德華力比離子鍵弱，所以CO2晶體熔點低；兩種離子晶體PbO中的Pb2+半徑小，帶電荷量大，所以熔點高 正四面體 b

【解析】

(1)Ni基態(tài)原子的價電子排布式為3d84s2，所以價電子排布圖為。答案為：；

(2)N的2p軌道半充滿，第一電離能反常，其它原子，非金屬性越強，第一電離能越大，金屬性越強，第一電離能越小，所以C、N、O、Cs、Pb元素第一電離能由大到小的順序是N、O、C、Pb、Cs。答案為：N、O、C、Pb、Cs；

(3)從圖中可以看出，該離子中每個氮原子都與其它3個原子形成共價鍵，價電子數(shù)為3，雜化類型為sp2雜化，該離子結構中含有配位鍵和π鍵，故選bc。答案為：sp2雜化；bc；

(4)從表中數(shù)據(jù)可以看出，三者的熔點差值較大，可從晶體類型及微粒間的作用力進行分析，所以氧化物之間熔點差異的原因：Cs2O和PbO是離子晶體，熔化需破壞離子鍵，CO2是分子晶體，熔化需克服范德華力，范德華力比離子鍵弱，所以CO2晶體熔點低；兩種離子晶體PbO中的Pb2+半徑小，帶電荷量大，所以熔點高。答案為：Cs2O和PbO是離子晶體，熔化需破壞離子鍵，CO2是分子晶體，熔化需克服范德華力，范德華力比離子鍵弱，所以CO2晶體熔點低；兩種離子晶體PbO中的Pb2+半徑小，帶電荷量大，所以熔點高；

(5)①與同一個Ga原子相連的N原子，與4個頂點的距離相等，構成的空間構型為正四面體。答案為：正四面體；

②根據(jù)1原子的分數(shù)坐標可知2、3、4原子的分數(shù)坐標分別為(0.25，0.75，0.25)、(0.75，0.25，0.25)、(0.75，0.75，0.75)，故選b。答案為：b；

③ 設晶胞參數(shù)為x，則GaN晶體中N和N的原子核間距為面上對角線長度的一半，即=a pm，x=a pm=a ×10-10cm。在晶胞中，含有4個“GaN”，則GaN晶體的密度為=。答案為：。