Question

近現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，制造坦克戰(zhàn)車(chē)最常用的裝甲材料是經(jīng)過(guò)軋制和熱處理后的合金鋼，熱處理后整個(gè)裝甲結(jié)構(gòu)的化學(xué)和機(jī)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(tài)原子的價(jià)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(shù)據(jù)如下表：

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

 

根據(jù)上表數(shù)據(jù)，氣態(tài)Mn^2＋再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Fe^2＋再失去一個(gè)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(jié)構(gòu)如圖所示，分子內(nèi)含有的作用力有                （填序號(hào)）。

A氫鍵；B離子鍵；C共價(jià)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(fù)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(wú)色揮發(fā)性液態(tài)Ni(CO)₄，呈四面體構(gòu)型。423K時(shí)，Ni(CO)₄分解為Ni和CO，從而制得高純度的Ni粉。試推測(cè)：四羰基鎳的晶體類(lèi)型是              

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

 

 

Answer 1

【答案】

（1）3d⁵4s¹      (2分)

（2） sp³   (2分)

（3）Mn^2＋轉(zhuǎn)化為Mn^3＋時(shí)，3d能級(jí)由較穩(wěn)定的3d⁵半充滿(mǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环�(wěn)定的3d⁴狀態(tài)（或Fe^2＋轉(zhuǎn)化為Fe^3＋時(shí)，3d能級(jí)由不穩(wěn)定的3d⁶狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d⁵半充滿(mǎn)狀態(tài)。）（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(guī)律可知，基態(tài)鉻原子的價(jià)電子排布式為3d⁵4s¹；（2）碳與硅形成的碳化硅晶體結(jié)構(gòu)與金剛石、晶體硅相似，則碳原子采取sp³雜化；（3）對(duì)比二者的價(jià)電子排布式可知，Mn^2＋轉(zhuǎn)化為Mn^3＋時(shí)，3d能級(jí)由較穩(wěn)定的3d⁵半充滿(mǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环�(wěn)定的3d⁴狀態(tài)（或Fe^2＋轉(zhuǎn)化為Fe^3＋時(shí)，3d能級(jí)由不穩(wěn)定的3d⁶狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d⁵半充滿(mǎn)狀態(tài)），故氣態(tài)Mn^2＋再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Fe^2＋再失去一個(gè)電子難；（4）讀圖可知，該配合物中含有氫鍵、共價(jià)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(fù)性：C<N<O；（5）由揮發(fā)性及性質(zhì)推斷，四羰基鎳屬于分子晶體；（6）由均攤法可知，1個(gè)晶胞或晶體所含F(xiàn)e原子數(shù)為8×1/8+6×1/2=4，所含N原子數(shù)為1×100%=1，則該材料或晶胞的化學(xué)式為Fe₄N。

考點(diǎn)：考查電子排布式及應(yīng)用、雜化軌道、化學(xué)鍵、電負(fù)性、晶體類(lèi)型、晶體結(jié)構(gòu)和組成計(jì)算等相關(guān)知識(shí)。