足球烯(C60)、线型碳是单质碳的同素异形体。回答下列问题：

1. 足球烯(C₆₀)、线型碳是单质碳的同素异形体。回答下列问题：

(1) 基态碳原子中，核外电子占据的最高能级是。碳可与钛形成碳化物，基态Ti²⁺的核外电子排布式是。

(2) 线型碳有两种不同的键联结构，一种为，称为α-线型碳；另一种为，称为β-线型碳。β-线型碳中碳原子的杂化方式为。常见C-C键的键长为0.154nm，α-线型碳中C-C键的键长为0.1378nm，原因是。

(3) 一种C₆₀晶体为面心立方结构，K⁺占据C₆₀组成的四面体空隙和八面体空隙形成化合物K₃C₆₀的结构如图所示。A原子的分数坐标为(0，0，0)，C原子的分数坐标为( $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ )，若B原子的分数坐标为(0，0，0)，则C原子的分数坐标为。晶胞边长为anm，则K⁺与C₆₀间的最短距离为nm。敲除八面体空隙中的K⁺后晶体的密度为g·cm^-3(设N_A为阿伏加德罗常数的值，用含有a和N_A的计算式表示)。

【考点】

键能、键长、键角及其应用; 晶胞的计算; 原子轨道杂化方式及杂化类型判断;

【答案】

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综合题困难

1. 氟在已知元素中电负性最大、非金属性最强，其单质在1886年才被首次分离出来。

(1) 基态 $\text{[math]}$ 原子的核外电子排布式为。

(2) 氟氧化物 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的结构已经确定。

	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
O—O键长/pm	121	148

①依据数据推测 $\text{[math]}$ 键的稳定性： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”或“<”)。

② $\text{[math]}$ 中F-O-F的键角小于 $\text{[math]}$ 中 $\text{[math]}$ 的键角，解释原因：。

(3) $\text{[math]}$ 是一种有特殊性质的氢化物。

①已知：氢键 $\text{[math]}$ 中三原子在一条直线上时，作用力最强。测定结果表明， $\text{[math]}$ 固体中 $\text{[math]}$ 分子排列成锯齿形。画出含2个HF的重复单元结构：。

② $\text{[math]}$ 中加入 $\text{[math]}$ 可以解离出 $\text{[math]}$ 和具有正四面体形结构的阴离子，写出该过程的离子方程式：。

(4) 工业上用萤石(主要成分 $\text{[math]}$ )制备 $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 晶体的一种立方晶胞如图所示。

① $\text{[math]}$ 晶体中距离 $\text{[math]}$ 最近的 $\text{[math]}$ 有个。

②晶胞边长为 $\text{[math]}$ ，阿伏加德罗常数的值为 $\text{[math]}$ 。该晶体的密度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (列出计算式)。

综合题困难

2. 足球烯(C₆₀)、线型碳是单质碳的同素异形体。回答下列问题：

(1) 基态碳原子中，核外电子占据的最高能级是。碳可与钛形成碳化物，基态Ti²⁺的核外电子排布式是。

(2) 线型碳有两种不同的键联结构，一种为

，称为α-线型碳；另一种为

，称为β-线型碳。β-线型碳中碳原子的杂化方式为。常见C-C键的键长为0.154nm，α-线型碳中C-C键的键长为0.1378nm，原因是。

(3) 一种C₆₀晶体为面心立方结构，K⁺占据C₆₀组成的四面体空隙和八面体空隙形成化合物K₃C₆₀的结构如图所示。A原子的分数坐标为(0，0，0)，C原子的分数坐标为( $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ )，若B原子的分数坐标为(0，0，0)，则C原子的分数坐标为。晶胞边长为anm，则K⁺与C₆₀间的最短距离为nm。敲除八面体空隙中的K⁺后晶体的密度为g·cm^-3(设N_A为阿伏加德罗常数的值，用含有a和N_A的计算式表示)。

综合题困难

3. 铁和硒( $\text{[math]}$ )都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题：

(1) 比较键角大小：气态 $\text{[math]}$ 分子 $\text{[math]}$ 离子(填“>”“<”或“=”)，原因是。

(2) 富马酸亚铁 $\text{[math]}$ 是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：

富马酸分子中 $\text{[math]}$ 键与 $\text{[math]}$ 键的数目比为；

(3) 科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化 $\text{[math]}$ ，将 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ ，反应过程如图所示：

产物中N原子的杂化轨道类型为；

(4) 钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示：

①该超导材料的最简化学式为；

②Fe原子的配位数为；

③该晶胞参数 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。阿伏加德罗常数的值为 $\text{[math]}$ ，则该晶体的密度为 $\text{[math]}$ (列出计算式)。

综合题普通