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Mn²⁺再失去一個電子比氣態Fe²⁺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1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

 

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（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

 

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（6）鐵能與氮形成一種磁性材料，其晶胞結構如圖2所示，則該磁性材料的化學式為

 

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Answer 1

分析：（1）鉻元素是24號元素，Cr原子的價電子為3d、4s能級上電子；
（2）C元素與其同主族下一周期元素組成的晶體為原子晶體，其結構和金剛石相似，根據金剛石結構中碳原子雜化方式判斷；
（3）原子軌道處于半滿、全滿、全空時能量更低穩定；
（4）根據圖可知碳碳間、碳氮間為共價鍵，氮鎳間為配位鍵，氧氫間為氫鍵；同一周期中，電負性隨著原子序數的增大而增大；
（5）沸點較低的晶體一般為分子晶體；
（6）利用均攤法確定其化學式．

解答：解：（1）Cr是24號元素，其原子中3d和4s能級上電子為其價電子，其價電子排布式為：3d⁵4s¹，故答案為：3d⁵4s¹；
（2）C元素與其同主族下一周期元素組成的晶體為原子晶體，其結構和金剛石相似，根據金剛石結構中碳原子含有4個共用電子對，所以碳原子采用sp³雜化，故答案為：sp³；
（3）Mn²⁺轉化為Mn³⁺時，3d能級由較穩定的3d⁵半充滿狀態轉為不穩定的3d⁴狀態需要的能量較多；而Fe²⁺到Fe³⁺時，3d能級由不穩定的3d⁶到穩定的3d⁵半充滿狀態，需要的能量相對要少；
故答案為：Mn²⁺轉化為Mn³⁺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Fe²⁺轉化為Fe³⁺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）；
（4）根據圖可知碳碳間、碳氮間為共價鍵，氮鎳間為配位鍵，氧氫間為氫鍵；同一周期中，電負性隨著原子序數的增大而增大，該物質中含有的第二周期非金屬元素有O、N、C，其非金屬強弱順序有：O＞N＞C，
故選：ACE； O＞N＞C；
（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，應為分子晶體，故答案為：分子晶體；
（6）該晶胞中，N原子個數為1，Fe原子個數=8×

1

8

+6×

1

2

=4，所以其化學式為Fe₄N，
故答案為：Fe₄N．

點評：本題考查了物質結構和性質，涉及晶胞計算、元素周期律、原子雜化方式的判斷等知識點，知識點較綜合，這些知識點都是考試熱點，根據教材中基礎知識采用知識遷移的方法進行分析解答，注意：配位鍵屬于共價鍵，不屬于分子間作用力，為易錯點，題目難度中等．