Question

【题目】有色金属行业发展蕴藏着巨大潜力。目前，全世界消费量排在前五位的为铜、铝、铅、锌、镍。回答下列问题。

（1）铜原子的电子占有________种能量不同的原子轨道；在元素周期表中铝和铅元素处于周期表的_____区。

（2）配合物分子内（如图）的化学键有____________（填序号）。

A.氢键 B.离子键 C.共价键 D.金属键 E.配位键

（3）很多不饱和有机物在Ni催化下可以与H2发生加成反应。如①CH2=CH2、②CHCH、③苯、④HCHO等,其中分子中C原子为sp杂化的有___________（填物质序号）；预测σ键与π键比值为3∶1的分子的立体结构为_______________形。

（4）硫酸锌是最重要的锌盐，为无色斜方晶体或白色粉末，其七水合物(ZnSO4·7H2O) 俗称皓矾，是一种天然矿物。请在SO42-的立体结构图（如图）中，描画出氧原子（用实心圆点“”表示）和硫原子（用空心圆点“O”表示）的位置。_____________

（5）氢气是新型清洁能源，镧(La)和镍(Ni)的合金可做储氢材料。

①下列关于该贮氢材料及氢气的说法，正确的是__________（填序号）。

A.该材料中镧原子和镍原子之间存在化学键，是原子晶体

B.已知镧和镍的第一电离能分别为5.58eV、7.64eV，可见气态镧原子比气态镍原子更容易变成+1价的气态阳离子

C.氢分子被吸收时首先要在合金表面解离变成氢原子，同时放出热量

D.该材料贮氢时采用常温高压比采用常温常压更好

E.氢气很难液化是因为虽然其分子内氢键很强，但其分子间作用力很弱

②该合金的晶胞如图所示，属六方晶系，底面夹角为60°(120°)，经测定晶胞参数a=511pm，c=397pm，晶胞中心有一个镍原子，其他镍原子都在晶胞面上，镧原子都在晶胞顶点上，该晶体的化学式为_______________。若每个晶胞可吸收3个H2，则储氢后（氢进入晶胞空隙，体积不变）该晶胞的密度计算式为___________________________。(NA表示阿伏加德罗常数)

Answer 1

【答案】 7 p CE ② 平面三角 BD LaNi5 或（其他合理答案均给分）

【解析】（1）基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，有7个能级，所以占有7种能量不同的原子轨道；在元素周期表中铝和铅元素原子的价电子排布分别为3s23p1和6s26p2，故其处于周期表的p区。

（2）该配合物的中心原子为Ni2+与4个N原子之间形成配位键，其他化学键为共价键，故其分子内的化学键有共价键和配位键，填CE。

（3）①CH2=CH2、②CHCH、③苯、④HCHO等，他们的C原子的杂化类型分别为sp2、sp、sp2、sp2，σ键与π键比值分别是5:1、3:2、12:1、3:1，所以，其中分子中C原子为sp杂化的是②，σ键与π键比值为3∶1的是④HCHO，HCHO中心原子为sp2杂化的C原子，故其分子的立体结构为平面三角形。

（4）SO42-的空间构型为正四面体，故其立体结构图为。

（5）①下列关于该贮氢材料及氢气的说法：A.该材料中镧原子和镍原子之间存在金属键，是金属晶体，A不正确；B.已知镧和镍的第一电离能分别为5.58eV、7.64eV，可见气态镧原子比气态镍原子更容易变成+1价的气态阳离子，B正确；C.氢分子被吸收时首先要在合金表面解离变成氢原子，破坏共价键要吸收热量，B不正确；D.该材料贮氢过程中，气体分子数减少，故高压比常压有利于储氢，D正确。综上所述，正确的是BD。

E.氢气很难液化是因为虽然其分子内氢键很强，但其分子间作用力很弱

②由该晶胞的结构示意图可知，其中La和Ni的原子个数分别为1（）和5（），所以，该晶体的化学式为LaNi5。若每个晶胞可吸收3个H2，则储氢后晶体的化学式为H6 LaNi5，NA个晶胞的质量和体积分别为和，故该晶胞的密度计算式为或。