Question

（1）鎳是銀白色金屬，在常溫下對(duì)水和空氣都較穩(wěn)定，能抗堿性腐蝕，故實(shí)驗(yàn)室中可以用鎳坩堝熔融堿．Ni²⁺的核外電子排布式為

 

．
（2）已知原硅酸根離子SiO₄^4-為四面體結(jié)構(gòu)，該離子的結(jié)構(gòu)式和空間結(jié)構(gòu)圖1可表示為：二聚硅酸根離子Si₂O₇^6-中，只有硅氧鍵，則它的結(jié)構(gòu)式和空間結(jié)構(gòu)圖可表示為

 

，

 

．

（3）煤液化獲得甲醇，再經(jīng)催化氧化可得到重要工業(yè)原料甲醛，甲醇的沸點(diǎn)比甲醛的高，其主要原因是

 

；甲醛分子中碳原子軌道的雜化類(lèi)型為

 

；1mol甲醛分子中鍵的數(shù)目為

 

．煤炭液化所用的一種催化劑含有銅元素，如下表所示銅的第一電離能（I₁）小于鋅的第一電離能，而銅的第二電離能（I₂）卻大于鋅的第二電離能，其主要原因是

 

．

電離能/kJ?mol-1	I1	I2
銅	746	1958
鋅	906	1733

（4）圖2是氯化鈉晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖，其中與每個(gè)Na⁺距離最近且等距離的幾個(gè)Cl^-所圍成的空間的構(gòu)型為

 

，該品胞沿體對(duì)角線方向投影的幾何形狀為

 

，該投影圖中Na⁺和Cl^-的比例為

 

（被遮擋的原子不計(jì)人在內(nèi)．）

Answer 1

考點(diǎn)：判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型,原子核外電子排布,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類(lèi)型判斷

專(zhuān)題：原子組成與結(jié)構(gòu)專(zhuān)題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）鎳原子核外電子數(shù)是28，鎳原子失去最外層2個(gè)電子變成基態(tài)Ni²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)基態(tài)Ni²⁺的核外電子排布式；
（2）根據(jù)每個(gè)四面體中心含有1個(gè)Si原子，每個(gè)硅原子周?chē)�結(jié)合4個(gè)氧原子，同時(shí)每個(gè)氧原子跟2個(gè)硅原子結(jié)合，因此二氧化硅晶體（石英）是由氧、硅原子按原子個(gè)數(shù)1：2組成的立體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體，Si₂O₇^6-只有硅氧鍵，據(jù)此書(shū)寫(xiě)結(jié)構(gòu)式和空間結(jié)構(gòu)圖；
（3）甲醇存在氫鍵，沸點(diǎn)較高，甲醛（HCHO）中C原子形成3個(gè)σ鍵，以此判斷雜化類(lèi)型；軌道中電子處于全滿、全空、半滿時(shí)較穩(wěn)定；
（4）將與Cl^-距離最近Na⁺連接后判斷；沿體對(duì)角線方向投影的幾何形狀為正六邊形；該投影圖中Na⁺和Cl^-的比例為9：10；

解答： 解：（1）鎳原子核外電子數(shù)是28，鎳原子失去最外層2個(gè)電子變成基態(tài)Ni²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理知，基態(tài)Ni²⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸（或[Ar]3d⁸），
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸（或[Ar]3d⁸）；
（2）原硅酸（H₄SiO₄）的結(jié)構(gòu)可表示為 ，兩個(gè)原硅酸分子可發(fā)生分子間脫水生成二聚原硅酸：二聚原硅酸電離出6個(gè)H+后，形成帶6個(gè)負(fù)電荷的二聚原硅酸根離子，以此二聚硅酸根離子的結(jié)構(gòu)可表示為：，每個(gè)四面體中心含有1個(gè)Si原子，硅原子位居該四面體中心，四個(gè)氧原子各占一個(gè)頂點(diǎn)，為無(wú)支鏈的單環(huán)狀，Si₂O₇^6-只有硅氧鍵，通過(guò)共用氧原子的形式構(gòu)成，所以它的空間結(jié)構(gòu)圖可表示為：，
故答案為：；；
（3）甲醇分子之間形成氫鍵，沸點(diǎn)較高，甲醛（HCHO）中C原子形成3個(gè)σ鍵，碳原子軌道的雜化類(lèi)型為sp²雜化，1mol甲醛分子中σ鍵的數(shù)目為3N_A；軌道中電子處于全滿、全空、半滿時(shí)較穩(wěn)定，所以氣態(tài)Cu失去一個(gè)電子變成結(jié)構(gòu)為[Ar]3d¹⁰的Cu⁺，能量較低，所以Cu的第二電離能相對(duì)較大（或氣態(tài)Zn失去一個(gè)電子變成結(jié)構(gòu)為[Ar]3d¹⁰4s¹的Zn⁺，易再失去一個(gè)電子，所以Zn的第二電離能相對(duì)較小），
故答案為：甲醇分子之間形成氫鍵；sp²雜化；3N_A；Cu失去一個(gè)電子變成結(jié)構(gòu)為[Ar]3d¹⁰的Cu⁺，屬于能量較低穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以Cu的第二電離能相對(duì)較大（或氣態(tài)Zn失去一個(gè)電子變成結(jié)構(gòu)為[Ar]3d¹⁰4s¹的Zn⁺，易再失去一個(gè)電子，所以Zn的第二電離能相對(duì)較�。�；
（4）沿X、Y、Z三軸切割的方法知，X軸上有2個(gè)氯離子，Y軸上有2個(gè)氯離子，Z軸上有2個(gè)氯離子，所以鈉離子的配位數(shù)是6，將6個(gè)氯離子連接后所圍成的空間幾何構(gòu)型正八面體，沿體對(duì)角線方向投影的幾何形狀為正六邊形，晶體中每個(gè)Cl^-同時(shí)吸引著6個(gè)Na⁺，每個(gè)鈉離子同時(shí)吸引著6個(gè)氯離子，晶體中在每個(gè)Cl^-周?chē)�與它最接近且距離相等的Cl^-個(gè)數(shù)=3×8×

1

2

=12，所以該投影圖中Na⁺和Cl^-的比例為9：10；
故答案為：正八面體；正六邊形；9：10；

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及電子排布式、晶胞的計(jì)算以及離子圍成的空間構(gòu)型等知識(shí)，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，題目難度中等．