Question

14．Ⅰ、鎳（Ni）是一種重要的金屬，金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛．
（1）基態(tài)Ni原子的價電子（外圍電子）排布式為3d⁸4s²；
（2）很多不飽和有機物在Ni催化下可與H₂發(fā)生加成反應．
如①CH₂=CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO，其中碳原子采取sp²雜化的分子有①③④（填物質序號），HCHO分子的立體結構為平面三角形；
（3）Ni²⁺和Fe²⁺的半徑分別為69pm和78pm，則熔點NiO＞FeO（填“＜”或“＞”）；
（4）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．NiO（OH）溶于濃鹽酸的化學方程式為2NiO（OH）+6HCl（濃）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O．
Ⅱ、已知晶體CaF₂結構如圖Ⅰ所示，圖Ⅱ為H₃BO₃（硼酸）晶體結構圖（層狀結構，層內的H₃BO₃分子通過氫鍵結合），金屬銅形成晶體的結構如Ⅲ所示．

（5）圖Ⅲ中銅原子形成的晶體中銅原子的配位數(shù)為12．
（6）圖Ⅱ所示的物質結構中最外能層已達8電子結構的原子是O，H₃BO₃晶體受熱熔化時，克服的微粒之間的相互作用為范德華力和氫鍵．
（7）圖Ⅰ中CaF₂晶體的密度為a g•cm^-3，則晶胞的體積是$\frac{312}{a{N}_{A}}$cm³（只要求列出計算式，阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示）．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）Ni的原子序數(shù)為28，根據(jù)能量最低原理先寫出基態(tài)原子核外電子排布式，再寫出價電子排布式；
（2）根據(jù)碳原子含有的σ鍵和孤電子對判斷碳原子采取的雜化方式； 根據(jù)價層電子對互斥理論判斷甲醛的空間構型；
（3）根據(jù)影響離子晶體熔點的因素有離子半徑和電荷判斷離子晶體的熔點高低；
（4）NiO（OH）具有氧化性，與鹽酸發(fā)生氧化還原反應；
Ⅱ、（5）金屬銅采用面心立方最密堆積，其配位數(shù)=3×8×$\frac{1}{2}$；
（6）圖Ⅱ所示的物質結構中最外能層已達8電子結構的原子是O原子，H₃BO₃晶體受熱熔化時，克服的微粒之間的相互作用為范德華力和氫鍵；
（7）根據(jù)體積的計算公式V=$\frac{m}{ρ}$進行計算．

解答 解：（1）Ni的原子序數(shù)為28，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，則價電子排布式是3d⁸4s²，
故答案為：3d⁸4s²；
（2）①CH₂=CH₂中每個碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp²雜化，故正確；
②HC≡CH中每個碳原子含有2個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp雜化，故錯誤；
③中每個碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp²雜化，故正確；
④HCHO中碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp²雜化，故正確；
HCHO中碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以其空間構型是平面三角形；
故答案為：①③④； 平面三角；  
（3）影響離子晶體熔點的因素有離子半徑和電荷，相同電荷時，離子半徑越小，熔點越高，鎳離子半徑小于亞鐵離子半徑，所以氧化鎳熔點高于氧化亞鐵熔點，
故答案為：＞；
（4）NiO（OH）具有氧化性，與鹽酸發(fā)生氧化還原反應，化學方程式為2NiO（OH）+6HCl（濃）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O，
故答案為：2NiO（OH）+6HCl（濃）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
Ⅱ、（5）金屬銅采用面心立方最密堆積，其配位數(shù)=3×8×$\frac{1}{2}$=12，故答案為：12；
（6）圖Ⅱ所示的物質結構中最外能層已達8電子結構的原子是O原子，H₃BO₃晶體為分子晶體，受熱熔化時，克服的微粒之間的相互作用為范德華力和氫鍵；
故答案為：O；范德華力和氫鍵；
（7）該晶胞中F離子個數(shù)=8，鈣離子個數(shù)=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，則V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{\frac{40×4+19×8}{{N}_{A}}}{a}$cm³=$\frac{312}{a{N}_{A}}$cm³，
故答案為：$\frac{312}{a{N}_{A}}$．

點評 本題考查了物質結構中電子排布式、雜化類型、晶胞的計算，晶胞的計算利用均攤法解答，要熟練掌握，題目難度中等．