Question

近現代戰爭中，制造坦克戰車最常用的裝甲材料是經過軋制和熱處理后的合金鋼，熱處理后整個裝甲結構的化學和機械特性和最大限度的保持一致。鋼中合金元素的百分比含量為：鉻0.5~1.25  鎳0.5~1.5 鉬0.3~0.6  錳0.8~1.6  碳0.3

（1）鉻元素的基態原子的價電子層排布式是                  。

（2）C元素與其同主族下一周期元素組成的晶體中，C原子的雜化方式為　　　　.

（3）Mn和Fe的部分電離能數據如下表：

元    素	Mn	Fe
電離能 /kJ·mol－1	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

 

根據上表數據，氣態Mn^2＋再失去一個電子比氣態Fe^2＋再失去一個電子難，其原因是                                    。

（4）鎳（Ni）可形成多種配合物，且各種配合物有廣泛的用途。 某鎳配合物結構如圖所示，分子內含有的作用力有                （填序號）。

A氫鍵；B離子鍵；C共價鍵；D金屬鍵；E配位鍵

組成該配合物分子且同屬第二周期元素的電負性由大到小的順序是             。

（5）金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無色揮發性液態Ni(CO)₄，呈四面體構型。423K時，Ni(CO)₄分解為Ni和CO，從而制得高純度的Ni粉。試推測：四羰基鎳的晶體類型是              

（6）鐵能與氮形成一種磁性材料，其晶胞結構如圖所示，則該磁性材料的化學式為              。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）3d⁵4s¹      (2分)

（2） sp³   (2分)

（3）Mn^2＋轉化為Mn^3＋時，3d能級由較穩定的3d⁵半充滿狀態轉變為不穩定的3d⁴狀態（或Fe^2＋轉化為Fe^3＋時，3d能級由不穩定的3d⁶狀態轉變為較穩定的3d⁵半充滿狀態。）（2分）

（4）ACE（2分）    O＞N＞C（2分）

（5）分子晶體（1分）

（6）Fe₄N     (2分)

【解析】

試題分析：（1）由核外電子排布規律可知，基態鉻原子的價電子排布式為3d⁵4s¹；（2）碳與硅形成的碳化硅晶體結構與金剛石、晶體硅相似，則碳原子采取sp³雜化；（3）對比二者的價電子排布式可知，Mn^2＋轉化為Mn^3＋時，3d能級由較穩定的3d⁵半充滿狀態轉變為不穩定的3d⁴狀態（或Fe^2＋轉化為Fe^3＋時，3d能級由不穩定的3d⁶狀態轉變為較穩定的3d⁵半充滿狀態），故氣態Mn^2＋再失去一個電子比氣態Fe^2＋再失去一個電子難；（4）讀圖可知，該配合物中含有氫鍵、共價鍵、配位鍵，不含金屬鍵、離子鍵，故ACE正確；該配合物含有C、N、O三種第二周期的非金屬，電負性：C<N<O；（5）由揮發性及性質推斷，四羰基鎳屬于分子晶體；（6）由均攤法可知，1個晶胞或晶體所含Fe原子數為8×1/8+6×1/2=4，所含N原子數為1×100%=1，則該材料或晶胞的化學式為Fe₄N。

考點：考查電子排布式及應用、雜化軌道、化學鍵、電負性、晶體類型、晶體結構和組成計算等相關知識。