【题目】浙江师范大学的研究团队研究获得了一类具有高活性和选择性的钙钛矿光催化剂（），这一成果发表在2020年1月Chem. Mater.上。带有负电荷的CsPbBr3将带正电的固定在其表面，用于可见光驱动CO2还原。

(1)写出Ni基态原子的价电子排布图（轨道表达式）___________________。

(2)C、N、O、Cs、Pb元素第一电离能由大到小的顺序是____________________。

(3)是二价阳离子，该离子中氮原子的杂化类型为_________，该离子结构中含有_________（填字母）。

a．离子键 b．配位键 C．π键 d.氢键

(4)某些氧化物的熔点数据如下表所示：

氧化物

CO2

Cs2O

PbO

熔点/℃

-56.6

490

888

解释表中氧化物之间熔点差异的原因：______________________________。

(5)氮化镓是一种半导体材料。晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替，顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。

①与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为__________；

②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。若沿y轴投影的晶胞中所有原子的分布图如图，则2、3、4原子的分数坐标不可能的是（________________）

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晶体中N和N的原子核间距为a pm，GaN摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为NA，则GaN晶体的密度为___________（）。

【答案】 N、O、C、Pb、Cs sp2杂化 bc Cs2O和PbO是离子晶体，熔化需破坏离子键，CO2是分子晶体，熔化需克服范德华力，范德华力比离子键弱，所以CO2晶体熔点低；两种离子晶体PbO中的Pb2+半径小，带电荷量大，所以熔点高 正四面体 b

【解析】

(1)Ni基态原子的价电子排布式为3d84s2，所以价电子排布图为。答案为：；

(2)N的2p轨道半充满，第一电离能反常，其它原子，非金属性越强，第一电离能越大，金属性越强，第一电离能越小，所以C、N、O、Cs、Pb元素第一电离能由大到小的顺序是N、O、C、Pb、Cs。答案为：N、O、C、Pb、Cs；

(3)从图中可以看出，该离子中每个氮原子都与其它3个原子形成共价键，价电子数为3，杂化类型为sp2杂化，该离子结构中含有配位键和π键，故选bc。答案为：sp2杂化；bc；

(4)从表中数据可以看出，三者的熔点差值较大，可从晶体类型及微粒间的作用力进行分析，所以氧化物之间熔点差异的原因：Cs2O和PbO是离子晶体，熔化需破坏离子键，CO2是分子晶体，熔化需克服范德华力，范德华力比离子键弱，所以CO2晶体熔点低；两种离子晶体PbO中的Pb2+半径小，带电荷量大，所以熔点高。答案为：Cs2O和PbO是离子晶体，熔化需破坏离子键，CO2是分子晶体，熔化需克服范德华力，范德华力比离子键弱，所以CO2晶体熔点低；两种离子晶体PbO中的Pb2+半径小，带电荷量大，所以熔点高；

(5)①与同一个Ga原子相连的N原子，与4个顶点的距离相等，构成的空间构型为正四面体。答案为：正四面体；

②根据1原子的分数坐标可知2、3、4原子的分数坐标分别为(0.25，0.75，0.25)、(0.75，0.25，0.25)、(0.75，0.75，0.75)，故选b。答案为：b；

③ 设晶胞参数为x，则GaN晶体中N和N的原子核间距为面上对角线长度的一半，即=a pm，x=a pm=a ×10-10cm。在晶胞中，含有4个“GaN”，则GaN晶体的密度为=。答案为：。

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