Question

【題目】【化學——選修3：物質結構與性質】在研究金礦床物質組分的過程中，通過分析發現了Cu-Ni-Zn-Sn-Fe多金屬互化物。

(1)某種金屬互化物具有自范性，原子在三維空間里呈周期性有序排列，該金屬互化物屬于 (填“晶體”或“非晶體”)，可通過 方法鑒別。

(2)基態Ni2+的核外電子排布式 ；配合物Ni(CO)4常溫下為液態，易溶于CCl4、苯等有機溶劑。固態Ni(CO)4屬于 晶體；Ni2+和Fe2+的半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點NiO FeO(填“<”或“>”)。

(3)銅能與類鹵素(SCN)2反應生成Cu(SCN)2，1mol(SCN)2分子中含有σ鍵的數目為 ；類鹵素(SCN)2對應的酸有兩種，理論上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸點低于異硫氰酸(H—N=C=S)的沸點，其原因是 ；寫出一種與SCN—互為等電子體的分子 (用化學式表示)。

(4)氨基乙酸銅的分子結構如圖，碳原子的雜化方式為 。

(5)立方NiO(氧化鎳)晶體的結構如圖所示，其晶胞邊長為apm，列式表示NiO晶體的密度為 g/cm3(不必計算出結果，阿伏加德羅常數的值為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，其結果晶體仍呈電中性，但化合物中Ni和O的比值卻發生了變化。已知某氧化鎳樣品組成Ni0.96O，該晶體中Ni3+與Ni2+的離子個數之比為 。

Answer 1

【答案】(1)晶體(1分) x~射線衍射(1分)

(2)【Ar】3d8(1分) 分子(1分) >(2分)

(3)5NA(或5×6.02×1023或3.01×1024) 異硫氰酸中H-N鍵極性強，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高于硫氰酸(2分) CO2(1分，合理即可)

(4)sp3 sp2 (2分)

(5) 1:11(1分)

【解析】

試題分析：(1)某種金屬互化物具有自范性，原子在三維空間里呈周期性有序排列，該計算互化物屬于晶體，可通過X-射線衍射實驗進行鑒別；

(2)Ni元素原子核外電子數為28，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，失去4s能級2個電子形成Ni2+，故Ni2+離子核外電子排布為：1s22s22p63s23p63d8，Ni(CO)4常溫下為液態，易溶于CCl4、苯等有機溶劑，固態Ni(CO)4屬于分子晶體；Ni2+和Fe2+的離子所帶電荷相同，Ni2+離子半徑較小，NiO中離子鍵更強，NiO晶體的熔點更高；

(3)(SCN)2的結構式為N≡C-S-S-C≡N，根據[(SCN)2]的結構可知分子中有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鍵的數目為 5NA；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)的沸點低于異硫氰酸；一種與SCN-互為等電子體的分子有CO2等，原子數相同，價電子數均為16；

(4)分子中連接氨基的C原子形成2個C-H鍵、1個C-N、1個C-O鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數目為4，采取sp3雜化，而碳氧雙鍵中的C原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數目為3，采取sp2雜化；

(5)晶胞中Ni原子數目為1+12×1/4=4，氧原子數目為8×1/8+6×1/2=4，晶胞質量為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1mol Ni0.96O中含Ni3+xmol，Ni2+為(0.96-x)mol，根據晶體仍呈電中性，可知 3x+2×(0.96-x)=2×1，x=0.08mol Ni2+為(0.96-x)mol=0.88mol，即離子數之比為Ni3+：Ni2+=0.08：0.88=1：11。