Question

【題目】【化學一一選修3：物質結構與性質】過渡金屬元素的單質及化合物在科學研究和工業生產中具有許多用途，根據所學知識回答下列問題：

（1）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；鎳的羰基配合物Ni(CO)4是獲得高純度納米鎳的原料，該配合物中鎳原子的價電子排布為3d10，則其雜化軌道類型為_______________，Ni(CO)4是_______________（填“極性”或“非極性” ）分子。

（2）氯化亞銅是一種白色固體，實驗測得其蒸氣密度是同條件下氫氣密度的99.5倍，則氯化亞銅的分子式為_______________；氯化亞銅的鹽酸溶液可定量吸收CO形成配合物Cu2(CO)2Cl2·2H2O（結構如圖所示），該反應可用于測定空氣中CO的含量，每個Cu2(CO)2Cl2·2H2O分子中含_______________個配位鍵。

（3）銅能與類鹵素(SCN)2反應生成Cu(SCN)2，(SCN)2 分子中含有σ鍵與π鍵的數目比為__________； 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_______________。

（4）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】 【Ar】3d8 分子 sp3 非極性分子 Cu2Cl2 6 5∶4 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 1∶11

【解析】(1)Ni元素是28號元素，位于第四周期第Ⅷ族，其基態原子的電子排布式1s22s22p63s23p63d84s2，因此基態Ni2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8；配合物Ni(CO)4常溫為液態，熔點低，易溶于CCl4、苯等有機溶劑，所以Ni(CO)4屬于分子晶體；該配合物中鎳原子的價電子排布式為3d10，可知Ni提供空軌道，O提供孤電子對，為正四面體結構，Ni其雜化軌道類型為sp3，是正四面體結構，屬于非極性分子，故答案為：1s22s22p63s23p63d8；分子；sp3；非極性；

(2)實驗測得其蒸氣密度是同條件下氫氣密度的99.5倍，相對分子質量為99.5×2=199，由(CuCl)n=199，n=2得到化學式Cu2Cl2，氯原子最外層電子數為7可知，氯原子可形成一對共用電子對，即氯原子形成的兩條共價鍵中只有一條為配位鍵，而X可形成三條配位鍵，配位鍵如圖(X為Cu)，則每個Cu2(CO)2Cl22H2O分子中含6個配位鍵，故答案為：Cu2Cl2；6

(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，π鍵的數目為4 NA，數目比為5∶4；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，故答案為：5∶4 ；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，所以異硫氰酸的沸點高于硫氰酸；

(4)晶胞中Ni原子數目為1+12×=4，氧原子數目為8×+6×=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，故答案為： ；1：11。