Question

15．釩和鎳及其化合物是重要的催化劑和合金材料．請(qǐng)回答：
（1）基態(tài)V原子的價(jià)層電子排布式為3d³4s²；其中能量最高的電子所占用能級(jí)的原子軌道有5個(gè)伸展方向．
（2）VO²⁺與可形成配合物．   中，三種非金屬原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)镺＞C＞H（用元素符號(hào)表示）；C原子的雜化軌道類型為sp³和sp²．
（3）鎳形成的Ni（NH₃）₆²⁺、Ni（CN）₄^2-中，NH₃分子中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)目為4．寫(xiě)出一種與CN^-互為等電子體的分子的化學(xué)式：CO或者N₂．
（4）La-Ni合金是重要的儲(chǔ)氫材料，儲(chǔ)氫后的晶胞如圖所示．①合金中，1個(gè)La原子周圍距離最近切相等的La原子數(shù)目為6．
②含有1molNi原子的合金中儲(chǔ)存H₂的物質(zhì)的量為0.6mol．

Answer 1

分析 （1）V原子為23號(hào)元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書(shū)寫(xiě)價(jià)層電子排布式；能量最高的為3d軌道，有5個(gè)伸展方向；
（2）同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，同一主族從上到下，元素的第一電離能逐漸減��；根據(jù)結(jié)構(gòu)可以看出C原子分別形成單鍵和雙鍵，則C原子的雜化軌道類型為sp³和sp²；
（3）根據(jù)氨氣的電子式判斷N原子的價(jià)層電子排布對(duì)數(shù)目；原子個(gè)數(shù)相等且價(jià)電子數(shù)相等的分子或離子為等電子體；
（4）①根據(jù)晶胞可以看出1個(gè)La原子周圍距離最近的La原子在頂點(diǎn)上；
②根據(jù)晶胞可以看出La原子個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$=1，Ni原子個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{2}$+1=5，所以合金化學(xué)式為L(zhǎng)aNi₅，并且一個(gè)晶胞儲(chǔ)存2×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{4}$=3個(gè)氫氣分子，據(jù)此計(jì)算．

解答 解：（1）V原子為23號(hào)元素，則價(jià)層電子排布式為：3d³4s²；能量最高的為3d軌道，有5個(gè)伸展方向；故答案為：3d³4s²；5；
（2）中，三種非金屬原子分別為H、C、O，又同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，同一主族從上到下，元素的第一電離能逐漸減小，所以H、C、O三種非金屬原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)镺＞C＞H；又由可以看出C原子分別形成單鍵和雙鍵，則C原子的雜化軌道類型為sp³和sp²；故答案為：O＞C＞H；sp³和sp²；
（3）NH₃分子中N原子共用電子對(duì)數(shù)為3對(duì)，還有1對(duì)孤電子對(duì)，所以NH₃分子中N原子的價(jià)層電子排布對(duì)數(shù)目位4對(duì)；CN^-中含有2個(gè)原子，且其價(jià)電子數(shù)是10，與CN^-互為等電子體的一種分子為CO、N₂等，故答案為：4；CO或者N₂；
（4）①由晶胞可以看出1個(gè)La原子周圍距離最近的La原子在頂點(diǎn)上，所以距離最近且相等的La原子數(shù)目為6，故答案為：6；
②根據(jù)晶胞可以看出La原子個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$=1，Ni原子個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{2}$+1=5，所以合金化學(xué)式為L(zhǎng)aNi₅，并且一個(gè)晶胞儲(chǔ)存2×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{4}$=3個(gè)氫氣分子，則1molNi原子的合金中儲(chǔ)存H₂的物質(zhì)的量為$\frac{3}{5}$mol=0.6mol，故答案為：0.6mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及晶胞計(jì)算、等電子體、原子核外電子排布等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，難點(diǎn)是晶胞的計(jì)算，題目難度中等．