Question

【題目】【化學(xué)一一選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】過渡金屬元素的單質(zhì)及化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途，根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題：

（1）基態(tài)Ni2+的核外電子排布式_______________；配合物Ni(CO)4常溫下為液態(tài)，易溶于CCl4，苯等有機(jī)溶劑，固態(tài)Ni(CO)4，屬于_______________晶體；鎳的羰基配合物Ni(CO)4是獲得高純度納米鎳的原料，該配合物中鎳原子的價電子排布為3d10，則其雜化軌道類型為_______________，Ni(CO)4是_______________（填“極性”或“非極性” ）分子。

（2）氯化亞銅是一種白色固體，實(shí)驗(yàn)測得其蒸氣密度是同條件下氫氣密度的99.5倍，則氯化亞銅的分子式為_______________；氯化亞銅的鹽酸溶液可定量吸收CO形成配合物Cu2(CO)2Cl2·2H2O（結(jié)構(gòu)如圖所示），該反應(yīng)可用于測定空氣中CO的含量，每個Cu2(CO)2Cl2·2H2O分子中含_______________個配位鍵。

（3）銅能與類鹵素(SCN)2反應(yīng)生成Cu(SCN)2，(SCN)2 分子中含有σ鍵與π鍵的數(shù)目比為__________； 類鹵素 (SCN)2 對應(yīng)的酸有兩種，理論上硫氰酸（H-S-C≡N）的沸點(diǎn)低于異硫氰酸（H-N=C=S）的沸點(diǎn)，其原因是_______________。

（4）立方NiO（氧化鎳）晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示，其晶胞邊長為apm，列式表示NiO晶體的密度為_______________g/cm3（不必計算出結(jié)果，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA）。

人工制備的NiO晶體中常存在缺陷（如圖）：一個Ni2+空缺，另有兩個Ni2+被兩個Ni3+所取代，其結(jié)果晶體仍呈電中性，但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化。已知某氧化鎳樣品組成Ni0.96O，該晶體中Ni3+與Ni2+的離子個數(shù)之比為_______________。

Answer 1

【答案】 【Ar】3d8 分子 sp3 非極性分子 Cu2Cl2 6 5∶4 異硫氰酸中H-N鍵極性強(qiáng)，分子間存在氫鍵，而硫氰酸分子間只存在分子間作用力，所以異硫氰酸的沸點(diǎn)高于硫氰酸 1∶11

【解析】(1)Ni元素是28號元素，位于第四周期第Ⅷ族，其基態(tài)原子的電子排布式1s22s22p63s23p63d84s2，因此基態(tài)Ni2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8；配合物Ni(CO)4常溫為液態(tài)，熔點(diǎn)低，易溶于CCl4、苯等有機(jī)溶劑，所以Ni(CO)4屬于分子晶體；該配合物中鎳原子的價電子排布式為3d10，可知Ni提供空軌道，O提供孤電子對，為正四面體結(jié)構(gòu)，Ni其雜化軌道類型為sp3，是正四面體結(jié)構(gòu)，屬于非極性分子，故答案為：1s22s22p63s23p63d8；分子；sp3；非極性；

(2)實(shí)驗(yàn)測得其蒸氣密度是同條件下氫氣密度的99.5倍，相對分子質(zhì)量為99.5×2=199，由(CuCl)n=199，n=2得到化學(xué)式Cu2Cl2，氯原子最外層電子數(shù)為7可知，氯原子可形成一對共用電子對，即氯原子形成的兩條共價鍵中只有一條為配位鍵，而X可形成三條配位鍵，配位鍵如圖(X為Cu)，則每個Cu2(CO)2Cl22H2O分子中含6個配位鍵，故答案為：Cu2Cl2；6

(3)(SCN)2的結(jié)構(gòu)式為N≡C-S-S-C≡N，根據(jù)[(SCN)2]的結(jié)構(gòu)可知分子中有3個單鍵和2個碳氮三鍵，單鍵為σ鍵，三鍵含有1個σ鍵、2個π鍵，(SCN)2分子含有5個σ鍵，故1mol(SCN)2分子中含有σ鍵的數(shù)目為 5NA，π鍵的數(shù)目為4 NA，數(shù)目比為5∶4；由于異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸分子間不能形成氫鍵，所以硫氰酸(H-S-C≡N)的沸點(diǎn)低于異硫氰酸，故答案為：5∶4 ；異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸分子間不能形成氫鍵，所以異硫氰酸的沸點(diǎn)高于硫氰酸；

(4)晶胞中Ni原子數(shù)目為1+12×=4，氧原子數(shù)目為8×+6×=4，晶胞質(zhì)量為4×g，晶胞邊長為apm，晶胞體積為(a×10-10 cm)3，NiO晶體的密度為為4×g÷(a×10-10 cm)3=g/cm3；

設(shè)1mol Ni0.96O中含Ni3+xmol，Ni2+為(0.96-x)mol，根據(jù)晶體仍呈電中性，可知 3x+2×(0.96-x)=2×1，x=0.08mol Ni2+為(0.96-x)mol=0.88mol，即離子數(shù)之比為Ni3+：Ni2+=0.08：0.88=1：11，故答案為： ；1：11。