Question

11．太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置．其材料除單晶硅，還有銅銦鎵硒等化合物．
（1）鎵的基態原子的電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹（或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹）．
（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為Br＞As＞Se（用元素符號表示）．
（3）氣態SeO₃分子的立體構型為平面三角形．
（4）硅烷（Si_nH_2n+2）的沸點與其相對分子質量的變化關系如圖所示，呈現這種變化關系的原因是：硅烷的相對分子質量越大，分子間范德華力越強．
（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生成[B（OH）₄]^-而體現一元弱酸的性質，則[B（OH）₄]^-中B的原子雜化類型為sp³；
（6）金屬Cu單獨與氨水或單獨與過氧化氫都不能反應，但可與氨水和過氧化氫的混合溶液反應生成銅氨配離子的溶液，則該反應的離子方程式為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構．在晶胞中，Au原子位于頂點，Cu原子位于面心，則該合金中Au原子與Cu原子個數之比為1：3，若該晶胞的邊長為apm，則合金的密度為$\frac{（197+64×3）×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$　g•cm^-3（只要求列算式，不必計算出數值，阿伏伽德羅常數為N_A）．

Answer 1

分析 （1）鎵是31號元素，根據原子核外電子排布規律可以寫出電子排布式；
（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，但砷元素原子4p能級是半滿穩定狀態，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，據此答題；
（3）氣態SeO₃分子中中心原子的價層電子對數可以判斷分子構型；
（4）硅烷（Si_nH_2n+2）都是分子晶體，分子晶體的沸點高低取決于分子間作用力，而分子間作用力與相對分子質量的大小有關，據此答題；
（5）根據價層電子對互斥理論確定其雜化方式；
（6）根據氧化還原反應中元素和電荷守恒，可寫出離子方程式；
（7）利用均攤法計算兩種金屬原子個數之比，根據ρ=$\frac{m}{V}$計算．

解答 解：（1）鎵是31號元素，根據原子核外電子排布規律可以寫出電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹（或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹），
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹（或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹）；
（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，但砷元素原子4p能級是半滿穩定狀態，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SeO₃分子中中心原子的價層電子對數為$\frac{6+0}{2}$=3，無孤電子對，所以分子構型為平面三角形，故答案為：平面三角形；
（4）硅烷（Si_nH_2n+2）都是分子晶體，分子晶體的沸點高低取決于分子間作用力，而分子間作用力與相對分子質量的大小有關，硅烷的相對分子質量越大，分子間范德華力越強，故答案為：硅烷的相對分子質量越大，分子間范德華力越強；
（5）[B（OH）₄]^-中B的價層電子對=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單獨與氨水或單獨與過氧化氫都不能反應，但可與氨水和過氧化氫的混合溶液反應，說明兩者能互相促進，是兩種物質共同作用的結果，其中過氧化氫為氧化劑，氨與Cu²⁺形成配離子，兩者相互促進使反應進行，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，Cu原子位于面心，該晶胞中Au原子個數=8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子個數=6×$\frac{1}{2}$=3，所以該合金中Au原子與Cu原子個數之比=1：3，
晶胞體積V=（a×10^-10cm）³，每個晶胞中銅原子個數是3、Au原子個數是1，則ρ=$\frac{\frac{197+64×3}{{N}_{A}}}{（a×1{0}^{-10}）^{3}}$=$\frac{（197+64×3）×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3，
故答案為：1：3；$\frac{（197+64×3）×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

點評 本題主要考查了核外電子排布、第一電離能、分子空間構型、雜化方式、晶胞密度的計算，難度中等，解題時要注意對基本知識的靈活運用．