Question

（2011?德州二模）能源問題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，越來越多的國(guó)家開始開發(fā)新資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力．新型電池在工業(yè)和航空航天業(yè)上被廣泛開發(fā)使用．
（l）富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能，在太陽能電池的應(yīng)用上具有非常光明的前途．富勒烯（C₆₀）的結(jié)構(gòu)如下圖，其分子中碳原子軌道的雜化類型為

SP²

；1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目為

90N_A

．
（2）甲烷、甲醇、氫氣等都可作為燃料電池的燃料．
①甲醇的熔、沸點(diǎn)比甲烷的熔、沸點(diǎn)高，其主要原因是：

甲醇分子之間有氫鍵

②用欽錳儲(chǔ)氫合金儲(chǔ)氫，與高壓氫氣鋼瓶相比，具有重量輕、體積小的優(yōu)點(diǎn)．錳的基態(tài)原子核外電子排布式為：

1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁵4S²

．金屬鈦的晶胞是面心立方結(jié)構(gòu)（如圖），則鈦晶體的二個(gè)晶胞中鈦原子數(shù)為：

4

，鈦原子的配位數(shù)為：

12

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)富勒烯（C₆₀）的結(jié)構(gòu)可以看出每個(gè)C原子和其它三個(gè)C原子成鍵，為三個(gè)δ鍵和一個(gè)π鍵，由此判斷雜化類型；根據(jù)C₆₀分子中每個(gè)C原子和其它C原子形成三個(gè)δ鍵，平均一個(gè)C原子生成

3

2

個(gè)δ鍵來計(jì)算σ鍵的數(shù)目；
（2）①根據(jù)形成氫鍵的條件來分析甲醇沸點(diǎn)高的原因；
②利用晶胞的均攤法計(jì)算．在晶胞里面的原子記為一個(gè)；在面上的原子記為1/2個(gè)（因?yàn)檫@是一個(gè)原子被兩個(gè)晶胞共有，每個(gè)晶胞分一半）；在楞上的原子記為1/4個(gè)（這是一個(gè)原子被4個(gè)晶胞共有）；在頂角上的原子記為1/8個(gè)（這是一個(gè)原子被8個(gè)晶胞共有）．

解答：解：（1）根據(jù)富勒烯（C₆₀）的結(jié)構(gòu)可以看出每個(gè)C原子和其它三個(gè)C原子成鍵，為三個(gè)δ鍵和一個(gè)π鍵，故雜化類型為SP²雜化，C₆₀分子中每個(gè)C原子和其它C原子形成三個(gè)δ鍵，平均一個(gè)C原子生成

3

2

個(gè)δ鍵，所以1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目為90N_A，故答案為：SP²；90N_A；
（2）①甲醇中含有-OH，其中氧元素的電負(fù)性較大，原子半徑小，可以形成氫鍵，所以甲醇的熔、沸點(diǎn)比甲烷的熔、沸點(diǎn)高，故答案為：甲醇分子之間有氫鍵；
②Mn原子核外共25個(gè)電子，按照能量最低原則電子先填入能量最低的1s軌道，填滿后再依次填入能量較高的軌道，其電子排布式為：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁵4S²；金屬鈦晶胞中，鈦原子位于晶胞的頂點(diǎn)和面心位置，則晶胞中含有鈦原子的數(shù)目為：8×

1

8

+ 6×

1

2

=4；由于鈦原子位于晶胞的頂點(diǎn)，為8個(gè)晶胞共有，晶胞中兩個(gè)距離最近的鈦原子為頂點(diǎn)和面心位置，故每個(gè)鈦原子周圍距離相等且最近的有8×

3

2

=12個(gè)，故答案為：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁵4S²；4；12．

點(diǎn)評(píng)：本題考查雜化類型和晶體結(jié)構(gòu)的分析，做題時(shí)注意晶胞的分析多利用均攤法，題目較為綜合，但難度一般．