Question

【題目】鐵、鈷、鎳都屬于第Ⅷ族元素，它們的單質(zhì)、合金及其化合物在催化劑和能源領(lǐng)域用途非常廣泛。

⑴基態(tài)Fe2+的核外電子排布式為____。結(jié)合電子排布式分析Fe3+比Co3+氧化性弱的原因：_____。

⑵BNCP可用于激光起爆器等，BNCP可由N2H4、HClO4、CTCN、NaNT共反應(yīng)制備。

①ClO4－的空間構(gòu)型為________。

②CTCN的化學(xué)式為，與Co3+形成配位鍵的原子是________。(已知CO32的結(jié)構(gòu)式為)

③可以(雙聚氰胺為原料制備。雙聚氰胺中碳原子雜化軌道類(lèi)型為________，中含有σ鍵的物質(zhì)的量為________。

④是一種富氮含能材料。配體N2H4能與水混溶，除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)?/span>_____。

⑶一種新型的功能材料的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，Mn在面心和頂點(diǎn)，它的化學(xué)式可表示為________。

⑷鎳鎂合金是目前已發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)氫密度最高的儲(chǔ)氫材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。若該晶體儲(chǔ)氫時(shí)，H2分子在晶胞的體心和棱的中心位置，距離最近的兩個(gè)H2分子之間的距離為anm。則鎳鎂晶體未儲(chǔ)氫時(shí)的密度為________(列出計(jì)算表達(dá)式，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值) gcm-3。

Answer 1

【答案】(或) Fe3+的基態(tài)電子排布式為3d5，Co3+的基態(tài)電子排布式為3d6，Fe3+具有半充滿(mǎn)結(jié)構(gòu)，而Co3+不具備這種結(jié)構(gòu)，因此Fe3+氧化性比Co3+弱 正四面體 N和O sp2、sp 9 mol N2H4與水可形成分子間氫鍵

【解析】

⑴基態(tài)Fe的核外電子排布式為[Ar]3d64s2，分析氧化性主要看Fe3+和Co3+的核外電子排布。

⑵①計(jì)算ClO4－價(jià)層電子對(duì)數(shù)；②有孤對(duì)電子才能與Co3+形成配位鍵；③逐個(gè)分析雙聚氰胺中碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)；④從相似相溶和分子間氫鍵角度思考配體N2H4能與水混溶。

⑶分別計(jì)算晶胞中Ni、Mn、Ga的個(gè)數(shù)。

⑷先根據(jù)氫氣分子之間距離得出晶胞參數(shù)，再計(jì)算晶胞中Mg、Ni個(gè)數(shù)，再計(jì)算密度。

⑴Fe是26號(hào)元素，基態(tài)Fe的核外電子排布式為[Ar]3d64s2，基態(tài)Fe2+的核外電子排布式為[Ar]3d6。結(jié)合電子排布式分析Fe3+比Co3+氧化性弱的原因：Fe3+的基態(tài)電子排布式為3d5，Co3+的基態(tài)電子排布式為3d6，Fe3+具有半充滿(mǎn)結(jié)構(gòu)，而Co3+不具備這種結(jié)構(gòu)，因此Fe3+氧化性比Co3+弱；故答案為：[Ar]3d6；Fe3+的基態(tài)電子排布式為3d5，Co3+的基態(tài)電子排布式為3d6，Fe3+具有半充滿(mǎn)結(jié)構(gòu)，而Co3+不具備這種結(jié)構(gòu)，因此Fe3+氧化性比Co3+弱。

⑵①ClO4－價(jià)層電子對(duì)數(shù)，其空間構(gòu)型為正四面體形；故答案為：正四面體形。

②CTCN中NH3的N有孤對(duì)電子，CO32的O有孤對(duì)電子，因此與Co3+形成配位鍵的原子是N、O；故答案為：N、O。

③雙聚氰胺中第一個(gè)碳原子有3個(gè)σ鍵，無(wú)孤對(duì)電子，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，雜化軌道為sp2，第二個(gè)碳原子有2個(gè)σ鍵，無(wú)孤對(duì)電子，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2，雜化軌道為sp，中含有σ鍵的物質(zhì)的量為9mol；故答案為：sp2、sp；9。

④配體N2H4能與水混溶，除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，主要是因?yàn)?/span>N2H4與水形成分子間氫鍵；故答案為：N2H4與水可形成分子間氫鍵。

⑶晶胞中Ni在體內(nèi)，共有8個(gè)，Mn在面心和頂點(diǎn)，個(gè)數(shù)為，Ga在棱心，個(gè)數(shù)為，化學(xué)式可表示為Ni2MnGa；故答案為：Ni2MnGa。

⑷H2分子在晶胞的體心和棱的中心位置，距離最近的兩個(gè)H2分子之間的距離為anm，因此距離最近的兩個(gè)H2分子之間是面對(duì)角線(xiàn)的一半，則晶胞參數(shù)為nm，晶胞中Mg個(gè)數(shù)為8個(gè)，Ni為4個(gè)，則鎳鎂晶體未儲(chǔ)氫時(shí)的密度為；故答案為：。