Question

【題目】近日，中國科學家研發(fā)了一種碳修飾的鎳基催化劑，實現(xiàn)了木質素選擇性氫解得到酚類化合物。請回答下列問題：

（1）基態(tài)碳原子的核外電子有____種運動狀態(tài)， 基態(tài)Ni原子的核外電子排布式為_________________。

（2）C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為______________________。

（3）圖1所示化合物中碳原子的雜化方式為_________，存在的化學鍵類型有_________(填標號)。

A.共價鍵 B.離子鍵 C.配位鍵 D.金屬鍵 E.氫鍵

（4）碳的氧化物CO常作為許多金屬配合物的配體，CO與N2互為等電子體，則CO分子中σ鍵與π鍵的個數比為______；測得熔點為170℃，預測屬于___________晶體。

（5）一種儲氫材料由鎳、 鎂元素組成，其晶胞結構如圖2所示，則該晶體的化學式為__________，其晶胞邊長為apm，列式計算晶胞密度為___________g/cm3 (不必計算出結果，阿伏加德歲常數的值為NA)。

Answer 1

【答案】 3 1s22s22p63s23p63d84s2 N>O>C sp3和sp2 A C 1∶2 分子 Mg2Ni

【解析】分析：（1）根據電子排布式分析運動狀態(tài)；（2）原子最外層電子全充滿、半充滿為相對穩(wěn)定結構，能量較低，失去電子較難，第一電離能較大，以此解答；（3）根據成鍵特點判斷雜化類型；（4）等電子體具有相似的性質，據此解題；（5）利用均攤法確定化學式，再根據=,計算密度。

詳解：（1）碳元素原子序數為6，碳原子的核外電子排布式為1s22s22p2,有3種運動狀態(tài)， Ni元素的原子序數28,其基態(tài)Ni原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2。

（2）原子最外層電子全充滿、半充滿為相對穩(wěn)定結構，能量較低，失去電子較難，第一電離能較大，氮原子最外層電子為半充滿結構，第一電離能高于相鄰的原子，故第一電離能大小順序為N> O> C。

（3）圖1所示化合物中含有兩種碳原子，一種碳原子全形成單鍵，為sp3雜化，一種碳原子形成碳氧雙鍵，為sp2雜化。存在的化學鍵類型有共價鍵和配位鍵，選AC，因此，本題正確答案為：sp3和sp2；AC；

（4）等電子體具有相似的性質，N2中含有一個σ鍵和兩個π鍵，CO與N2互為等電子體，則CO分子中σ鍵與π鍵的個數比為1:2；熔點低，預測屬于分子晶體。因此，本題正確答案為：1∶2 ；分子；

（5）根據均攤法計算黑球個數為8×1/8＋1=2；白球個數為4個，故該化合物的化學式為Mg2Ni。一個晶胞的質量=g,一個晶胞的體積=cm3, 晶胞密度為g/cm3。