Question

【題目】【化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】在研究金礦床物質(zhì)組分的過程中，通過分析發(fā)現(xiàn)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(tài)Ni2+的核外電子排布式 ；配合物Ni(CO)4常溫下為液態(tài)，易溶于CCl4、苯等有機(jī)溶劑。固態(tài)Ni(CO)4屬于 晶體；Ni2+和Fe2+的半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點(diǎn)NiO FeO(填“<”或“>”)。

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

(4)氨基乙酸銅的分子結(jié)構(gòu)如圖，碳原子的雜化方式為 。

(5)立方NiO(氧化鎳)晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示，其晶胞邊長(zhǎng)為apm，列式表示NiO晶體的密度為 g/cm3(不必計(jì)算出結(jié)果，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。人工制備的NiO晶體中常存在缺陷(如圖)：一個(gè)Ni2+空缺，另有兩個(gè)Ni2+被兩個(gè)Ni3+所取代，其結(jié)果晶體仍呈電中性，但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)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(gè)數(shù)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(qiáng)，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(diǎn)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(jì)算互化物屬于晶體，可通過X-射線衍射實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鑒別；

(2)Ni元素原子核外電子數(shù)為28，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，失去4s能級(jí)2個(gè)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(tài)，易溶于CCl4、苯等有機(jī)溶劑，固態(tài)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(qiáng)，NiO晶體的熔點(diǎn)更高；

(3)(SCN)2的結(jié)構(gòu)式為N≡C-S-S-C≡N，根據(jù)[(SCN)2]的結(jié)構(gòu)可知分子中有3個(gè)單鍵和2個(gè)碳氮三鍵，單鍵為σ鍵，三鍵含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵，(SCN)2分子含有5個(gè)σ鍵，故1mol(SCN)2分子中含有σ鍵的數(shù)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(diǎn)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(shù)相同，價(jià)電子數(shù)均為16；

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

(5)晶胞中Ni原子數(shù)目為1+12×1/4=4，氧原子數(shù)目為8×1/8+6×1/2=4，晶胞質(zhì)量為4×g，晶胞邊長(zhǎng)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(shè)1mol Ni0.96O中含Ni3+xmol，Ni2+為(0.96-x)mol，根據(jù)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(shù)之比為Ni3+：Ni2+=0.08：0.88=1：11。