Question

【題目】《美國化學會志》發(fā)表的文章稱，一氧化碳氧化反應使用的金屬氧化物復合催化劑的設計取得重大進展。一氧化碳氧化反應在銀-氧化銅催化下生成二氧化碳，如圖1所示。

回答下列問題：

（1）Ag在周期表中位于Cu所在副族的下一周期，價電子數目與銅完全相同，基態(tài)Ag原子的價電子排布圖為__。

（2）CO與N2互為等電子體，則CO的電子式為__，寫出一種與CO互為等電子體的陰離子的離子符號__，C、N、O三種元素中第一電離能最大的為__(填元素符號)；CO與Ni在高溫下可以生成Ni(CO)4，Ni(CO)4中Ni的d軌道是10電子構型，即4s軌道的兩個電子也進入3d軌道，外層的s軌道和p軌道形成四個雜化軌道，這種雜化方式為__雜化。據此推測Ni(CO)4的空間構型為__，Ni與CO之間的化學鍵為__。

（3）一些氧化物的熔點數據如下表所示：

表中氧化物之間熔點差異的原因為__。

（4）晶體銀的晶胞如圖2所示。

①晶體銀的堆積方式為__。

②若NA表示阿伏加德羅常數的值，Mg·mol-1表示銀的摩爾質量，dcm表示銀原子的直徑，則晶體銀的密度可表示為__g·cm-3(用含NA、M、d的代數式表示)。

Answer 1

【答案】 CN－ N sp3 四面體形 配位鍵 CO2、CO是分子晶體，CuO、MgO是離子晶體，分子晶體熔點小于離子晶體，分子晶體中相對分子質量越大，范德華力越大，熔點越高，離子晶體中Mg2+半徑比Cu2+半徑小，MgO鍵長短，MgO晶格能大，熔點高 面心立方

【解析】

⑴Ag在周期表中位于Cu所在副族的下一周期，價電子數目與銅完全相同，Cu價電子為3d104s1；

⑵CO與N2互為等電子體，N2是共用三對電子，根據價電子關系N－和O相同，同周期電離能有增大趨勢，但第VA族大于第VIA族元素；Ni外層的s軌道和p軌道形成四個雜化軌道得出雜化方式，從而推出Ni(CO)4的空間構型和Ni與CO之間的化學鍵。

⑶表中氧化物之間熔點差異的原因為CO2、CO是分子晶體，CuO、MgO是離子晶體，M分別分析熔點大小原因。

⑷①晶體銀中銀在面心和頂點上；②先計算棱長，再計算一個晶胞中有銀原子個數，再計算晶體銀的密度。

⑴Ag在周期表中位于Cu所在副族的下一周期，價電子數目與銅完全相同，Cu價電子為3d104s1，因此基態(tài)Ag原子的價電子為4d105s1，基態(tài)Ag原子的價電子排布圖為；故答案為：。

⑵CO與N2互為等電子體，N2是共用三對電子，因此則CO的電子式為，根據價電子關系N－=O，因此與CO互為等電子體的陰離子的離子符號CN－，同周期電離能有增大趨勢，但第VA族大于第VIA族元素，C、N、O三種元素中第一電離能最大的為N；CO與Ni在高溫下可以生成Ni(CO)4，Ni(CO)4中Ni的d軌道是10電子構型，即4s軌道的兩個電子也進入3d軌道，外層的s軌道和p軌道形成四個雜化軌道，這種雜化方式為sp3雜化。據此推測Ni(CO)4的空間構型為四面體形，Ni與CO之間的化學鍵為配位鍵；故答案為：；CN－；N；sp3；四面體形；配位鍵。

⑶表中氧化物之間熔點差異的原因為CO2、CO是分子晶體，相對分子質量越大，范德華力越大，熔點越高，CuO、MgO是離子晶體，Mg2+半徑比Cu2+半徑小，MgO鍵長短，MgO晶格能大，熔點高；故答案為：CO2、CO是分子晶體，CuO、MgO是離子晶體，分子晶體熔點小于離子晶體，分子晶體中相對分子質量越大，范德華力越大，熔點越高，離子晶體中Mg2+半徑比Cu2+半徑小，MgO鍵長短，MgO晶格能大，熔點高。

⑷①晶體銀中銀在面心和頂點上，因此銀的堆積方式為面心立方；故答案為：面心立方。

②若NA表示阿伏加德羅常數的值，Mg·mol-1表示銀的摩爾質量，dcm表示銀原子的直徑，設棱長為a，因此，，一個晶胞中有銀原子個數為，則晶體銀的密度可表示為，故答案為：。