Question

【題目】【化學—選修3：物質結構與性質】我國科學家借助自主研制的新型鎢鈷合金催化劑攻克了單壁碳納米管結構的可控制備難題。

（1）基態(tài)鈷原子的核外電子排布式為 。單壁碳納米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圓柱體，其碳原子的雜化方式為 。

（2）納米結構氧化鈷可在室溫下將甲醛（HCHO）完全催化氧化，已知甲醛各原子均滿足穩(wěn)定結構，甲醛分子屬 分子（選填“極性”“非極性”），其立體構型為 。

（3）橙紅色晶體羰基鈷[Co2(CO)8]的熔點為52℃，可溶于多數有機溶劑。該晶體屬于 晶體，三種元素電負性由大到小的順序為（填元素符號） 。配體CO中σ鍵與π鍵數之比是 。

（4）元素鐵、鈷、鎳并稱鐵系元素，性質具有相似性。某含鎳化合物結構如上圖所示，分子內的作用力不可能含有 （填序號）。

A離子鍵 B共價鍵 C金屬鍵 D配位鍵 E氫鍵

（5）鎢為熔點最高的金屬，硬度極大，其晶胞結構如圖所示，已知鎢的密度為ρ g·cm-3，則每個鎢原子的半徑r＝ cm。（只需列出計算式）

Answer 1

【答案】（1）[Ar]3d74s2（1分）；sp2（1分）；

（2）極性（1分）；平面三角形（1分）；

（3）分子（1分）；O>C>Co（2分）；1∶2（2分）；

（4）AC（3分）；（5）×（3分）

【解析】

試題分析：（1）Co的原子序數是27，則其基態(tài)鈷原子的核外電子排布式為[Ar]3d74s2。單壁碳納米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圓柱體，其碳原子的雜化方式與石墨中的相同，為sp2。

（2）已知甲醛各原子均滿足穩(wěn)定結構，其立體構型為平面三角形，但由于價格不對稱，所以甲醛分子屬極性分子。（3）橙紅色晶體羰基鈷[Co2(CO)8]的熔點為52℃，可溶于多數有機溶劑，這說明該晶體屬于分子晶體。非金屬性越強，電負性越大，因此三種元素電負性由大到小的順序為O>C>Co。CO的結構和氮氣相類似，所以配體CO中σ鍵與π鍵數之比是1∶2。

（4）根據結構示意圖可知分子中存在共價鍵、配位鍵和氫鍵，但不能存在金屬鍵和離子鍵，答案選AC。（5）根據鎢晶胞結構圖可知晶胞中含有1＋8×1/8＝2個原子。已知鎢的密度為ρ g·cm-3，則晶胞的體積是，則晶胞的邊長是，因此每個鎢原子的半徑r＝×cm。