Question

3．過渡金屬元素鐵、鈷、鎳性質(zhì)相近，通常稱為鐵系元素（鐵磁性物質(zhì)）．
（1）活性Ni催化劑使用長久后會(huì)部分轉(zhuǎn)化為Ni₂O₃而降低催化效率．一種Ni再生的方法是：先用CO將含有Ni和Ni₂O₃的催化劑還原得到粗鎳；再在一定溫度下使粗鎳中的Ni與CO結(jié)合成Ni（CO）₄；最后在180℃的溫度下使Ni（CO）₄重新分解產(chǎn)生活性Ni．
①寫出基態(tài)鎳原子的核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，Ni（CO）₄中Ni元素的化合價(jià)為0．
②Ni（CO）₄是一種無色液體，沸點(diǎn)為42.1℃，熔點(diǎn)為-19.3℃．Ni（CO）₄晶體中存在的可能化學(xué)鍵為極性鍵和配位鍵．
（2）圖為三種不同晶體的晶胞結(jié)構(gòu)圖：

①圖I γ-Fe結(jié)構(gòu)中每個(gè)鐵原子周圍距離最近且相等的鐵原子數(shù)目為12．
②圖II是元素Ni的一種碲（Te）化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，則該化合物的化學(xué)式為NiTe₂．
③圖III是一種鎳基合金儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖．該合金儲(chǔ)氫后，含1mol La的合金可吸附H₂的數(shù)目為3mol．

Answer 1

分析 （1）①Ni是28號元素，其原子核外有28個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式；
該化合物中C元素化合價(jià)為+2價(jià)、O元素化合價(jià)為-2價(jià)，根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0確定Ni元素化合價(jià)；        
②分子晶體熔沸點(diǎn)較低，不同非金屬元素之間易形成極性鍵，含有孤電子對和含有空軌道的原子之間易形成配位鍵；
（2）①該結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)，圖I γ-Fe結(jié)構(gòu)中每個(gè)鐵原子周圍距離最近且相等的鐵原子數(shù)目=3×8÷2；
②利用均攤法計(jì)算該晶胞中Ni、Te原子個(gè)數(shù)，從而確定其化學(xué)式；
③利用均攤法計(jì)算該晶胞中氫氣分子與La個(gè)數(shù)比從而計(jì)算含1mol La的合金可吸附H₂的數(shù)目．

解答 解：（1）①Ni是28號元素，其原子核外有28個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
該化合物中C元素化合價(jià)為+2價(jià)、O元素化合價(jià)為-2價(jià)，根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0確定Ni元素化合價(jià)為0，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；0；      
②分子晶體熔沸點(diǎn)較低，所以Ni（CO）₄是分子晶體，C-O原子之間存在極性鍵，Ni-C原子之間存在配位鍵，所以該物質(zhì)中含有極性鍵和配位鍵，
故答案為：極性鍵、配位鍵；               
（2）①該結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)，圖I γ-Fe結(jié)構(gòu)中每個(gè)鐵原子周圍距離最近且相等的鐵原子數(shù)目=3×8÷2=12，故答案為：12；
②利用均攤法計(jì)算該晶胞中Ni、Te原子個(gè)數(shù)，該晶胞中Te原子個(gè)數(shù)是2，Ni原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，所以其化學(xué)式為NiTe₂，故答案為：NiTe₂；
③該晶胞中La原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1、氫氣分子個(gè)數(shù)=2×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{4}$=3，所以La和氫氣分子個(gè)數(shù)之比為1：3，則含1mol La的合金可吸附H₂的數(shù)目為3mol，故答案為：3mol．

點(diǎn)評 本題考查晶胞計(jì)算、化學(xué)鍵判斷等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算及空間想象能力，難點(diǎn)是配位數(shù)的計(jì)算方法，題目難度不大．