Question

【题目】近日，中国科学家研发了一种碳修饰的镍基催化剂，实现了木质素选择性氢解得到酚类化合物。请回答下列问题：

（1）基态碳原子的核外电子有____种运动状态， 基态Ni原子的核外电子排布式为_________________。

（2）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为______________________。

（3）图1所示化合物中碳原子的杂化方式为_________，存在的化学键类型有_________(填标号)。

A.共价键 B.离子键 C.配位键 D.金属键 E.氢键

（4）碳的氧化物CO常作为许多金属配合物的配体，CO与N2互为等电子体，则CO分子中σ键与π键的个数比为______；测得熔点为170℃，预测属于___________晶体。

（5）一种储氢材料由镍、 镁元素组成，其晶胞结构如图2所示，则该晶体的化学式为__________，其晶胞边长为apm，列式计算晶胞密度为___________g/cm3 (不必计算出结果，阿伏加德岁常数的值为NA)。

Answer 1

【答案】 3 1s22s22p63s23p63d84s2 N>O>C sp3和sp2 A C 1∶2 分子 Mg2Ni

【解析】分析：（1）根据电子排布式分析运动状态；（2）原子最外层电子全充满、半充满为相对稳定结构，能量较低，失去电子较难，第一电离能较大，以此解答；（3）根据成键特点判断杂化类型；（4）等电子体具有相似的性质，据此解题；（5）利用均摊法确定化学式，再根据=,计算密度。

详解：（1）碳元素原子序数为6，碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,有3种运动状态， Ni元素的原子序数28,其基态Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。

（2）原子最外层电子全充满、半充满为相对稳定结构，能量较低，失去电子较难，第一电离能较大，氮原子最外层电子为半充满结构，第一电离能高于相邻的原子，故第一电离能大小顺序为N> O> C。

（3）图1所示化合物中含有两种碳原子，一种碳原子全形成单键，为sp3杂化，一种碳原子形成碳氧双键，为sp2杂化。存在的化学键类型有共价键和配位键，选AC，因此，本题正确答案为：sp3和sp2；AC；

（4）等电子体具有相似的性质，N2中含有一个σ键和两个π键，CO与N2互为等电子体，则CO分子中σ键与π键的个数比为1:2；熔点低，预测属于分子晶体。因此，本题正确答案为：1∶2 ；分子；

（5）根据均摊法计算黑球个数为8×1/8＋1=2；白球个数为4个，故该化合物的化学式为Mg2Ni。一个晶胞的质量=g,一个晶胞的体积=cm3, 晶胞密度为g/cm3。