Question

【題目】【化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（15分）

第四周期的過渡元素在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)以及人類生活等方面有重要作用。請回答：

（1）科學(xué)研究表明用TiO2作光催化劑可將廢水中CN轉(zhuǎn)化為OCN、并最終氧化為N2、CO2。OCN—中三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span> 。與OCN互為等電子體的一種分子為 （填化學(xué)式）。

（2）Ti(BH4)2是一種儲氫材料。寫出基態(tài)Ti2+的電子排布式 ，BH4—中B原子的雜化軌道類型是 。

（3）[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中Cr的配位數(shù)為__________；

已知CrO5中Cr為+6價(jià)，則CrO5的結(jié)構(gòu)式為____________。

（4）金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無色揮發(fā)性液態(tài)Ni(CO)4，該分子呈正四面體構(gòu)型。試推測Ni(CO)4的晶體類型為________，Ni(CO)4易溶于下列_______（填選項(xiàng)字母）中。

A．水 B．四氯化碳 C．苯 D．硫酸鎳溶液

（5）FeO、NiO晶體中r(Ni2+)和r(Fe2+)分別為69 pm和78 pm，則熔點(diǎn)NiO______FeO（填“>”或“<”），原因?yàn)開____________________。

（6）硒化鋅（SnSe）是一種重要的半導(dǎo)體材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該晶胞中硒原子的配位數(shù) 為 ；若該晶胞密度為ρ g·cm3，硒化鋅的摩爾質(zhì)量為M g/mol。NA代表阿伏加德羅常數(shù)，則晶胞參數(shù)a為 pm。

Answer 1

【答案】除標(biāo)注外，其余每空均1分

（1）N > O >C CO2、N2O等

（2）1s22s22p63s23p63d2（或 [Ar]3d2） sp3

（3）6

（4）分子晶體 BC（2分）

（5）> r(Ni2+)小于r(Fe2+)，NiO的晶格能大于FeO（2分）

（6）4 ×1010 pm（2分）

【解析】

試題分析：

（1）OCN中三種元素是同周期元素，N原子2p軌道半滿為相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)第一電離能最大，所以C、N、O的第一電離能為N > O >C ；與OCN—互為等電子體的一種分子為CO2、N2O等；

（2）基態(tài)Ti2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d2（或 [Ar]3d2），中B原子的雜化軌道類型是sp3。

（3）[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中Cr與4個(gè)H2O，2個(gè)Cl形成配位鍵，所以配位數(shù)為6，CrO5中存在過氧鍵、Cr—O鍵、Cr=O鍵，在4個(gè)Cr—O鍵中Cr為+1價(jià)，在Cr=O鍵中Cr為+2價(jià)，則結(jié)構(gòu)式為。

（4）Ni(CO)4是易揮發(fā)液體，晶胞為正四面體形，所以Ni(CO)4為分子晶體，根據(jù)相似相溶原理，則Ni(CO)4易溶于有機(jī)溶劑，所以答案選BC；

（5）r(Ni2+)和r(Fe2+)分別為69 pm和78 pm，則r(Ni2+)<r(Fe2+)，陰離子都是氧離子，所以陽離子半徑小的晶格能大，則熔點(diǎn)高，所以NiO的熔點(diǎn)大于FeO；Mn2+的價(jià)電子排布為3d5，3d軌道半充滿，較穩(wěn)定，由較穩(wěn)定的3d5半充滿態(tài)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多；Fe2+的價(jià)電子為3d6，不穩(wěn)定，由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)，需要的能量相對要少。

（6）根據(jù)硒化鋅晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，每個(gè)鋅原子周圍有4個(gè)硒原子，每個(gè)硒原子周圍也有4個(gè)鋅原子，所以硒原子的配位數(shù)為4，該晶胞中含有硒原子數(shù)為8×+6×=4，含有鋅原子數(shù)為4，根據(jù)ρ==，所以V=，則晶胞的邊長為cm=×1010pm。