Question

氫是新型清潔能源，但難儲運．研究發(fā)現(xiàn)，合金可用來儲藏氫氣．鑭（

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La） 和鎳（

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Ni） 的一種合金就是儲氫材料．該合金的晶胞如圖1所示，鎳原子除一個在中心外，其他都在面上，鑭原子在頂點上．儲氫時氫原子存在于金屬原子之間的空隙中．

（1）一定條件下，該貯氫材料能快速、可逆地存儲和釋放氫氣，若每個晶胞可吸收 3 個 H₂，這一過程用化學方程式表示為：

 

．
（2）下列關于該貯氫材料及氫氣的說法中，正確的是

 

（ 填序號 ）
A．該材料中鑭原子和鎳原子之間存在化學鍵，是原子晶體
B．氫分子被吸收時首先要在合金表面解離變成氫原子，同時放出熱量
C．該材料貯氫時采用常溫高壓比采用常溫常壓更好
D．氫氣很難液化是因為雖然其分子內(nèi)氫鍵很強，但其分子間作用力很弱
E．己知鑭和鎳的第一電離能分別為 5.58eV、7.64eV，可見氣態(tài)鑭原子比氣態(tài)鎳原子更容易變成+1 價的氣態(tài)陽離子
I、鎳常見化合價為+2、+3，在水溶液中通常只以+2 價離子的形式存在．+3價的鎳離子具有很強的氧化性，在水中會與水或酸根離子迅速發(fā)生氧化還原反應．
Ⅱ、在Ni²⁺的溶液中加入強堿時，會生成 Ni（OH）₂沉淀，在強堿性條件下，該沉淀可以被較強的氧化劑 （如 NaClO） 氧化為黑色的難溶性物質(zhì) NiO（OH）．
Ⅲ、鎳易形成配合物如 Ni（CO）₆、[Ni（NH₃）₆]²⁺等．
（3）某研究性學習小組查閱的有關鎳及其化合物的性質(zhì)資料如下：
①寫出 Ni³⁺ 的核外電子排布式：

 

②寫出將NiO（OH）溶于濃鹽酸的離子方程式：

 

（4）Ni（CO）₆為正八面體結構，鎳原子位于正八面體的中心，配位體CO在正八面體的六個頂點上．若把其中兩個CO配位體換成 NH₃得到新的配合物，則以下物質(zhì)中互為同分異構體的是圖2中的

 

． （ 填字母編號，任填一組 ）（ 圖中黑點為NH₃，圓圈為CO，Ni略去）

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,配合物的成鍵情況

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）利用均攤法確定該晶胞的化學式，再根據(jù)反應物、生成物書寫方程式；
（2）A．該材料中構成微粒是金屬陽離子和自由電子；
B．根據(jù)儲氫原理為：鑭鎳合金吸附H₂，H₂解離為原子，H儲存在其中形成LaNi_xH₆判斷；
C．根據(jù)壓強對平衡移動影響分析；
D．氫氣分子之間不存在氫鍵；
E．第一電離能越小越容易失去電子；
（3）①Ni是28號元素，其核外有28個電子，Ni³⁺核外25個電子，根據(jù)構造原理書寫其價電子排布式；
②NiO（OH）和濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應生成氯氣；
（4）同分異構體有：兩個氨氣分子位于平行四邊形相鄰、相對位置或八面體上下兩個頂點上．

解答： 解：（1）晶胞中去掉氫氣分子為鑭鎳合金，由晶胞結構可知鑭鎳合金為LaNi₅，能可逆地存儲和釋放氫氣，每個晶胞可吸收3個H₂，這一過程用化學方程式為：LaNi₅+3H₂?LaNi₅H₆，
故答案為：LaNi₅+3H₂?LaNi₅H₆；
（2）A．鑭和鎳都是金屬，貯氫材料為金屬晶體，故A錯誤；
B．根據(jù)儲氫原理可知，鑭鎳合金先吸附H₂，然后H₂解離為原子，該過程用吸收熱量，故B錯誤；
C．吸附氫氣的過程為氣體體積減小的反應，高壓比采用常壓更有利于氫氣吸收，故C正確；
D．氫氣分子之間不存在氫鍵，故D錯誤；
E．鑭的第一電離能小于鎳的第一電離能，說明氣態(tài)鑭原子比氣態(tài)鎳原子更容易變成+1價的氣態(tài)陽離子，故E正確，
故選：CE；
（3）①Ni是28號元素，其核外有28個電子，Ni³⁺核外25個電子，根據(jù)構造原理知，該離子核外電子排布式為：[Ar]3d⁷或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷，故答案為：[Ar]3d⁷或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷；
②NiO（OH）和濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應生成氯氣、氯化鎳和水，反應方程式為：2NiO（OH）+6HCl（濃）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O，故答案為：2NiO（OH）+6HCl（濃）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（4）同分異構體有：兩個氨氣分子位于平行四邊形相鄰、相對位置或八面體上下兩個頂點上，所以有A和B（或A和C、A和D、B和E、C和E、D和E任一組均可），故答案為：A和B（或A和C、A和D、B和E、C和E、D和E任一組均可）．

點評：本題考查了物質(zhì)結構和性質(zhì)，涉及同分異構體的判斷、核外電子排布式的書寫、第一電離能等知識點，根據(jù)結構、電子排布式的書寫規(guī)則、第一電離能的變化規(guī)律來分析解答，易錯題是（4），會根據(jù)圖象判斷同分異構體，題目難度中等．