Question

19．六乙炔苯在銅片表面發生催化反應，可制得石墨炔，將其摻雜在鈣鈦礦型太陽能電池材料中，能有效地提高電子傳輸性能．

（1）銅原子基態核外價電子排布式為3d¹⁰4s¹ ．
（2）六乙炔苯中碳原子的軌道雜化類型是sp、sp²，1mol六乙炔苯中含有δ鍵的數目為24mol或24×6.02×10²³個；
（3）該電池材料之一是AMX₃，A為CH₃NH₃⁺（甲胺正離子），M為Pb²⁺，X為I^-，其晶胞結構如圖所示．
①與CH₃NH₃⁺互為等電子體的一種分子為CH₃CH₃或C₂H₆ （填結構簡式）．
②每個A離子周圍最近且等距離的M離子數目為8．
③制備AMX₃用到的PbI₂難溶于水，可溶于HI溶液，生成H₂[PbI₄]．請寫出PbI₂和HI溶液反應的離子方程式PbI₂+2I^-=[PbI₄]^2-（已知H₂[PbI₄]在溶液里完全電離出兩種離子）．

Answer 1

分析 （1）Cu屬于29號元素，根據構造原理書寫基態核外價電子排布式；
（2）根據價層電子對互斥理論確定原子雜化方式；每摩爾單鍵、雙鍵或三鍵中只有一摩爾δ鍵；
（3）①根據等電子體中原子數相同、價電子數相同分析，CH₃NH₃⁺的電子數為18，原子數為8；
②根據晶胞結構判斷，與A離子距離最近的M離子處于晶胞的體心上，A離子位于晶胞頂點，M離子位于體心；
③PbI₂難溶于水，可溶于HI溶液，生成H₂[PbI₄]，根據強酸制弱酸原理書寫．

解答 解：（1）Cu屬于29號元素，根據構造原理知Cu基態核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹ ，故價電子排布式為3d¹⁰4s¹，
故答案為：3d¹⁰4s¹；
（2）碳碳三鍵中C原子價層電子對個數是2且不含孤電子對，所以雜化方式為sp；苯環中的碳形成3個δ鍵，無孤電子對，采取sp²雜化，1mol六乙炔苯中共含有包括碳碳鍵和碳氫鍵在內的化合鍵24mol，而每摩爾單鍵、雙鍵或三鍵中只有一摩爾δ鍵，所以1mol六乙炔苯中含有δ鍵的數目為24mol或24×6.02×10²³個，
故答案為：sp、sp²；24mol或24×6.02×10²³個；
（3）①CH₃NH₃⁺的電子數為18，原子數為8，其等電子體的一種分子為CH₃CH₃或C₂H₆ ，
故答案為：CH₃CH₃或C₂H₆；
②根據晶胞結構可知，與A離子距離最近的M離子處于晶胞的體心上，A離子位于晶胞頂點，M離子位于體心，所以每個A離子周圍最近且等距離的M離子數目為8，
故答案為：8；   
③PbI₂難溶于水，可溶于HI溶液，生成H₂[PbI₄]，反應的離子方程式為PbI₂+2I^-=[PbI₄]^2-，
故答案為：PbI₂+2I^-=[PbI₄]^2-．

點評 本題考查了價電子的排布式、晶胞的計算、原子雜化方式判斷等知識點，題目難度中等，注意識記中學常見的晶胞結構．