Question

【题目】据《科技日报》报道，我国科学家研制成功一系列石墨烯限域的3d过渡金属中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化剂，在室温条件下以H2O2为氧化剂直接将CH4氧化成C的含氧化合物。请回答下列问题：

（1）在Fe、Co、Ni、Cu中，某基态原子核外电子排布遵循“洪特规则特例”（指能量相同的原子轨道在全满、半满、全空状态时，体系的能量最低），该原子的外围电子排布式为__。

（2）在第四周期所有元素中，基态原子未成对电子数最多的元素是__（填元素符号）。

（3）金属晶体热导率随温度升高会降低，其原因是__。

（4）铜的焰色反应呈___。在现代化学中，常用于区分晶体与非晶体的方法为___。

（5）Mn和Co的熔点较高的是___，原因___。

（6）钴晶胞和白铜(铜镍合金)晶胞分别如图1、2所示。

①钴晶胞堆积方式的名称为__；

②已知白铜晶胞的密度为dg·cm-3，NA代表阿伏加德罗常数的值。图2晶胞中两个面心上铜原子最短核间距为__pm(列出计算式)。

Answer 1

【答案】3d104s1 Cr 电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞（温度升高电阻增大） 绿 X-射线衍射法 Co 价电子数多半径小金属键强 六方最密堆积 ×1010

【解析】

(1)在Fe、Co、Ni、Cu中，Cu遵循“洪特规则特例”，3d轨道为全满状态；

(2)在第四周期所有元素中，基态原子最多有6个未成对电子；

(3）金属通过自由电子与金属离子碰撞导热；

(4)x射线衍射法是一种研究晶体结构的方法；

(5)金属键越强，金属晶体的熔点越高；

(6)先根据晶体的密度计算晶胞的边长，再计算两个面心上铜原子最短核间距；

(1)在Fe、Co、Ni、Cu中，Cu遵循“洪特规则特例”，3d轨道为全满状态，Cu原子的外围电子排布式为3d104s1；

(2)在第四周期所有元素中，基态原子未成对电子数最多的原子，外围电子排布式为3d54s1，该元素符号是Cr；

(3)电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子碰撞的概率增大，这样电子气不易将动能传远，导热率自然下降；

(4)铜的焰色反应呈绿色。在现代化学中，对固体进行X射线衍射实验区分晶体与非晶体， 所以区分晶体与非晶体的方法为X-射线衍射法；

(5)Mn和Co相比，Co价电子数多、半径小， Co金属键强，所以熔点较高的是Co；

(6)①图1为六方晶胞，所以钴晶胞堆积方式是六方最密堆积；

②设晶胞的边长为a pm，则晶胞的体积为 ，根据均摊原则，1个晶胞含有铜原子数是 、镍原子数是， ，，晶胞中两个面心上铜原子最短核间距为×1010。