Question

10．汽车作为一种现代交通工具正在进入千家万户，汽车尾气的污染问题也成为当今社会急需解决的问题．为使汽车尾气达标排放，催化剂及载体的选择和改良是关键．目前我国研制的稀土催化剂催化转化汽车尾气示意图如图甲：

（1）下列有关说法正确的是AC．
A．C₃H₈中碳原子都采用的是sp³杂化
B．O₂、CO₂、NH₃都是非极性分子
C．每个N₂中，含有2个π键
（2）CO的一种等电子体为NO⁺，NO⁺的电子式为
（3）CO与Ni可生成羰基镍[Ni（CO）₄]，已知其中镍为0价，镍原子在基态时，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²；[Ni（CO）₄]的配体是CO，配位原子是C．
（4）Zr原子序数为40，价电子排布式为4d²5s²，它在周期表中的位置是第5周期第ⅣB族．
（5）为了节省贵重金属并降低成本，也常用钙钛矿型复合氧化物催化剂．一种复合氧化物晶体结构如图乙，则与每个Sr²⁺紧邻的O^2-有12个．

Answer 1

分析 （1）A．C₃H₈分子中，价层电子对个数=4+0=4，C原子采用sp³杂化；
B．同种元素之间形成非极性共价键，不同元素之间形成极性共价键，分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来看，电荷的分布是不均匀的，不对称的，这样的分子为极性分子，以极性键结合的双原子一定为极性分子，以极性键结合的多原子分子如结构对称，正负电荷的重心重合，电荷分布均匀，则为非极性分子；
C．根据单键为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，三键含有1个σ键和2个π键分析；
（2）根据等电子体的定义，只要原子数目和电子总数（或价电子总数）相同就是等电子体，等电子体结构相似；
（3）Ni的原子序数为28，根据能量最低原理和洪特规则书写电子排布式；配位体：提供孤电子对的分子或离子；配位原子：配体中，提供电子对的原子；
（4）Zr原子序数为40，位于周期表第5周期第ⅣB族；
（5）Sr²⁺在晶胞的体心，与之紧邻的O^2-在晶胞的棱上，据此分析解答．

解答 解：（1）A．C₃H₈分子中每个C原子含有4个σ键，所以每个C原子价层电子对个数是4，则C原子采用sp³杂化，故A正确；
B．O₂是以非极性键结合的双原子一定为非极性分子，CO₂中含有极性键，为直线形分子，结构对称，分子中正负电荷重心重叠，为非极性分子，NH₃的立体构型为三角锥型，结构不对称，分子中正负电荷重心不重叠，为极性分子，故B错误；
C．1个氮氮三键中含有2个π键，故C正确；
故选AC； 
（2）CO的一种等电子体为NO⁺，CO的结构为C≡O，则NO⁺的电子式为，故答案为：；
（3）Ni的原子序数为28，根据能量最低原理和洪特规则可写出基态Ni原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，[Ni（CO）₄]中心原子是Ni，CO提供孤电子对为配体，配位原子是为C，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；CO；C；
（4）Zr原子序数为40，价电子排布式为4d²5s²，最高能层为5，位于周期表第5周期，能量最高轨道为4d，所以位于第Ⅳ副族，即元素位于周期表第5周期、ⅣB族，
故答案为：第5周期第ⅣB族；
（5）Sr²⁺在晶胞的体心，与之紧邻的O^2-在晶胞的棱上，12条棱，每个Sr²⁺紧邻的O^2-有12，故答案为：12．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及杂化、分子极性、等电子体、电子式、核外电子排布、配合物、晶体结构等，掌握相关知识是解答关键，题目难度中等．