题目内容

【题目】镍及其化合物是重要的合金材料和催化剂。请回答下列问题:

1)基态镍原子的价电子排布式为___________,排布时最高能层的电子所占的原子轨道有__________个伸展方向。

2)镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO)4 和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面体形的[Ni(NH3)6]2+等。下列说法不正确的有_________

ACOCN-互为等电子体,其中CO分子内σ键和π键个数之比为1:2

BNH3的空间构型为平面三角形

CNi2+在形成配合物时,其配位数可能为是46

DNi(CO)4中,镍元素是sp3杂化

3)丁二酮肟常用于检验Ni2+:在稀氨水中,丁二酮肟与Ni2+反应生成鲜红色沉淀,其结构如图所示。该结构中,除共价键外还存在配位键和氢键,请在图中用“”表示出氢键。_____

4NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同,相关离子半径如下表:

NiO晶胞中Ni2+的配位数为_______NiO熔点比NaCl高的原因是_______________________

5)研究发现镧镍合金LaNix是一种良好的储氢材料。合金LaNix晶体属六方晶系如图a所示,其晶胞如图a中实线所示,如图b所示(其中小圆圈代表La,小黑点代表Ni)。储氢位置有两种,分别是八面体空隙()和四面体空隙(),见图cd,这些就是氢原子存储处。

LaNix合金中x的值为_____

LaNix晶胞的密度是________g/cm-3(阿伏伽德罗常数用NA表示,LaNix的摩尔质量用M表示

③晶胞中和同类的八面体空隙有______个。

【答案】3d84s2 1 B 6 离子半径越小,离子所带电荷越多,键长越短,键能越大,熔点越高 5 3

【解析】

1Ni元素原子序数是28,其3d4s电子为其价电子,3d4s能级上电子数分别是82,据此书写其价电子排布式,找到最高能层,为N层,能级为4s,判断它的空间伸展方向;

2ACOCN-互为等电子体,则一氧化碳中含有碳氧三键,其中σ键个数为1π键个数为2;故σ键和π键个数之比为1:2

BNH3的中心原子为N,价层电子岁数为4对,有一对孤对电子,sp3杂化,空间构型为三角锥形;

C.根据题干信息,镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO)4 和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面体形的[Ni(NH3)6]2+,因此Ni2+在形成配合物时,其配位数可能为是46

DNi(CO)4中,镍元素成键电子对数为4,孤电子对数为0,则价电子对数为4

(3)中心原子提供空轨道配体提供孤电子对形成配位键;氢键存在于已经与NOF等电负性很大的原子形成共价键的H与另外的NOF等电负性很大的原子之间,则氢键表示为

(4)因为NiO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6,所以NiO晶胞中NiO的配位数也均为6;根据表格数据,氧离子和镍离子的半径小于钠离子和氯离子,则NiO的键长小于NaCl,离子半径越小,键长越短,键能越大,熔点越高,所以氧化镍熔点高于氯化钠熔点;

(5) ①由图b可知,La的个数为=1Ni的个数为+1=5LaNi的个数比1:5,则x=5

②由图a可得晶胞的体积V=5×10-8cm×5×10-8cm×4×10-8cm=1×10-21cm3,密度= 进行计算;

③六个球形成的空隙为八面体空隙,显然图c中的八面体空隙都是由2La原子和4Ni原子所形成,这样的八面体空隙位于晶胞的,上底和下底的棱边和面心处,共有+2×=3个;

1Ni元素原子序数是28,其3d4s电子为其价电子,3d4s能级上电子数分别是82,其价电子排布式为3d84s2,最高能层的电子为N,分别占据的原子轨道为4s,原子轨道为球形,所以有一种空间伸展方向;

答案为:3d84s21

2ACOCN-互为等电子体,则一氧化碳中含有碳氧三键,其中σ键个数为1π键个数为2;故σ键和π键个数之比为1:2,故A正确;

BNH3的中心原子为N,价层电子岁数为4对,有一对孤对电子,sp3杂化,空间构型为三角锥形,故B错误;

C.根据题干信息,镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO)4 和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面体形的[Ni(NH3)6]2+,因此Ni2+在形成配合物时,其配位数可能为是46,故C正确;

DNi(CO)4中,镍元素成键电子对数为4,孤电子对数为0,则价电子对数为4,是sp3杂化,故D正确;

答案选B

(3)中心原子提供空轨道配体提供孤电子对形成配位键;氢键存在于已经与NOF等电负性很大的原子形成共价键的H与另外的NO/span>F等电负性很大的原子之间,则氢键表示为

故答案为:

(4)因为NiO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6,所以NiO晶胞中NiO的配位数也均为6;根据表格数据,氧离子和镍离子的半径小于钠离子和氯离子,则NiO的键长小于NaCl,二者都属于离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高,所以氧化镍熔点高于氯化钠熔点,

答案为:6;离子半径越小,离子所带电荷越多,键长越短,键能越大,熔点越高;

(5) ①由图b可知,La的个数为=1Ni的个数为+1=5LaNi的个数比1:5,则x=5

答案为:5

②由图a可得晶胞的体积V=5×10-8cm×5×10-8cm×4×10-8cm=1×10-21cm3,密度= =g/cm-3

答案为:

③六个球形成的空隙为八面体空隙,显然图c中的八面体空隙都是由2La原子和4Ni原子所形成,这样的八面体空隙位于晶胞的,上底和下底的棱边和面心处,共有+2×=3个,

答案为:3

练习册系列答案
相关题目

【题目】氢气作为新能源,广泛应用于能源、化学等领域。现阶段氢气主要通过天然气重整的方式进行工业生产。发生的化学方程式如下:

反应I CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) △H1=+206 kJ/mol

反应II CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) △H2=-41 kJ/mol

副反应 CH4(g)C(s)2H2(g) △H3=+75 kJ/mol

(1)①若仅发生反应I,为提高CH4的平衡转化率,宜采用的反应条件为_________

A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压

某研究小组在一定条件下往恒温恒容的密闭容器中通入一定量的甲烷和水蒸气,实验过程中发现CO2的产率远大于CO的产率,请解释可能的原因________________

(2)在实际生产过程中,科学家发现使用Ni作为催化剂(Ni表面吸附大量碳时,会导致催化剂活性下降),可加快反应I的反应速率,从而加快整个反应的进行,提高单位时间内H2的产率。

某恒容体系中,压强为1.3MPa,水/甲烷的物质的量之比为4,反应相同时间,H2的物质的量随反应温度的变化曲线如图所示。

下列说法正确的是__________

A.对反应I而言,KT1>KT2

B./甲烷的物质的量之比等于4,大于初始反应的化学计量数之比,有利于促进CH4的转化,同时也有利于CO转化为CO2

C.使用Ni做催化剂,可增加活化分子百分数,从而加快反应速率,其主要原因是提高分子自身所具有的能量

D.若控制其他条件不变,缩小体积,则CH4的平衡转化率将减小

在某恒温体系中,体积为1L,水/甲烷的物质的量之比等于4,投入CH4的量为l mol,若仅发生上述一系列反应,一段时间后,测得CH4的转化率为a,其中生成CO的选择性(转化的CH4中,生成CO的百分含量)bCO2的浓度为c mol/L,求此时H2的物质的量浓度为___________CO的物质的量浓度为______________

(3)现科学家发现,以NiCaO为复合催化剂能在一定程度上促进天然气重整反应的正向进行,使H2体积分数达到95%左右。请从能量利用及平衡移动角度,理论分析以NiCaO为复合催化剂的优点_____________________________________________

(4)CH4自身也可做为然料电池的原料,其工作原理如图所示。

请写出通入甲烷-极的电极反应式为_______________________________________

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网