Question

【題目】鉻鎳基合金的性質(zhì)穩(wěn)定，抗高溫燃?xì)飧�蝕能力強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于艦船和工業(yè)的燃?xì)廨啓C(jī)。某種鉻鎳基合金由Fe、Cr、Ni、C四種元素組成。

(1)Fe、Cr、Ni的基態(tài)原子核外電子占據(jù)的最高能層為________(填符號(hào))。

(2)基態(tài)Cr原子價(jià)層電子的電子排布式為________，與Cr同周期且基態(tài)原子最外層電子數(shù)相同的元素，位于周期表的________區(qū)。

(3)Fe3+與SCN-反應(yīng)生成紅色的K3Fe(SCN)6，K3Fe(SCN)6內(nèi)部的作用力有________。寫出一種與SCN-互為等電子體的分子的化學(xué)式________。

(4)已知FeO、NiO的晶體結(jié)構(gòu)均為NaCl型，且NiO的熔點(diǎn)高于FeO，其理由是________。

(5)由于晶體缺陷，Ni的某種氧化物的化學(xué)式為Ni0.88O，則該晶體中Ni2+和Ni3+最簡(jiǎn)整數(shù)比為________。

(6)C60分子結(jié)構(gòu)及其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。若在C60晶體的空隙中插入K+，該晶體在一定條件下具有超導(dǎo)能力，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

①C60分子中碳原子的雜化方式為________。

②該超導(dǎo)體晶胞中，K+填充在由C60圍成的________空隙和________空隙中。

③若晶胞中A的坐標(biāo)參數(shù)為(0，0，0)，B的坐標(biāo)為(1，1，1)，則與A距離最近的K+的坐標(biāo)參數(shù)為________。

Answer 1

【答案】N 3d54s1 s、ds 離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵 N2O、CO2、CS2、COS Ni2+半徑比Fe2+小，NiO的晶格能比FeO大 8：3 sp2 正四面體 正八面體 (，，)

【解析】

(1)根據(jù)元素原子核外電子層數(shù)分析判斷；

(2)根據(jù)Cr原子核外電子排布式分析判斷；

(3)根據(jù)K3Fe(SCN)6的結(jié)構(gòu)分析存在的作用力的類型；結(jié)合等電子體概念判斷；

(4)從離子晶體的晶格能大小分析判斷；

(5)根據(jù)NixO中化合價(jià)代數(shù)和為零可求得晶體中Ni2+與Ni3+的最簡(jiǎn)整數(shù)比；

(6)①根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷C60中C原子雜化方式；

②根據(jù)圖知，K+占據(jù)的是C60圍成的正四面體空隙和正八面體空隙；

③若C60分子的原子坐標(biāo)參數(shù)分別為A的坐標(biāo)參數(shù)為(0，0，0)，B的坐標(biāo)參數(shù)為(1，1，1)，說(shuō)明該晶胞的棱長(zhǎng)是1，則距離A位置C60分子最近的K+為形成的正四面體體心上的分析。

(1)Fe、Cr、Ni的基態(tài)原子核外有4個(gè)電子層，所以Fe、Cr、Ni的基態(tài)原子核外電子占據(jù)的最高能層為N層；

(2)Cr元素是24號(hào)元素，其原子核外有24個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理可知其原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，原子在參加化學(xué)反應(yīng)時(shí)，最外層的4s電子及3d軌道上的電子都有可能失去，所以Cr原子的價(jià)層電子的電子排布式為：3d54s1；與Cr同周期且基態(tài)原子最外層電子數(shù)相同的元素有K和Cu，二者分別位于周期表的s區(qū)和ds區(qū)；

(3)K3Fe(SCN)6內(nèi)部的作用力有離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵；SCN-中含有3個(gè)原子，且其價(jià)電子數(shù)是16，與SCN-互為等電子體的一種分子為N2O、CO2、CS2、COS等；

(4)FeO、NiO的晶體結(jié)構(gòu)均為NaCl型，說(shuō)明二者都是離子晶體，離子晶體熔沸點(diǎn)與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比，與離子所帶電荷成正比，Ni2+半徑比Fe2+小，NiO的晶格能比FeO大，所以NiO的熔點(diǎn)高于FeO；

(5)設(shè)晶體中Ni2+與Ni3+的最簡(jiǎn)整數(shù)比為x：y，根據(jù)NixO中化合價(jià)代數(shù)和為零可知：×0.88=2，解得x：y=8：3；

(6)①C60中每個(gè)C原子連接3個(gè)碳原子，每個(gè)C原子形成2個(gè)C-C單鍵、1個(gè)C=C雙鍵，C原子雜化軌道數(shù)目為3，C原子采取sp2雜化；

②根據(jù)圖知，該超導(dǎo)體晶胞中，K+占據(jù)的是C60圍成的正四面體空隙和正八面體空隙；

③若晶胞中A的坐標(biāo)參數(shù)為(0，0，0)，B的坐標(biāo)參數(shù)為(1，1，1)，說(shuō)明該晶胞的棱長(zhǎng)是1，則與A距離最近的K+位于C60形成的正四面體體心上，故其坐標(biāo)參數(shù)為(，，)。