Question

【题目】【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）

第四周期的过渡元素在工业、农业、科学技术以及人类生活等方面有重要作用。请回答：

（1）科学研究表明用TiO2作光催化剂可将废水中CN转化为OCN、并最终氧化为N2、CO2。OCN—中三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。与OCN互为等电子体的一种分子为 （填化学式）。

（2）Ti(BH4)2是一种储氢材料。写出基态Ti2+的电子排布式 ，BH4—中B原子的杂化轨道类型是 。

（3）[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中Cr的配位数为__________；

已知CrO5中Cr为+6价，则CrO5的结构式为____________。

（4）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)4，该分子呈正四面体构型。试推测Ni(CO)4的晶体类型为________，Ni(CO)4易溶于下列_______（填选项字母）中。

A．水 B．四氯化碳 C．苯 D．硫酸镍溶液

（5）FeO、NiO晶体中r(Ni2+)和r(Fe2+)分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO______FeO（填“>”或“<”），原因为_____________________。

（6）硒化锌（SnSe）是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，则该晶胞中硒原子的配位数 为 ；若该晶胞密度为ρ g·cm3，硒化锌的摩尔质量为M g/mol。NA代表阿伏加德罗常数，则晶胞参数a为 pm。

Answer 1

【答案】除标注外，其余每空均1分

（1）N > O >C CO2、N2O等

（2）1s22s22p63s23p63d2（或 [Ar]3d2） sp3

（3）6

（4）分子晶体 BC（2分）

（5）> r(Ni2+)小于r(Fe2+)，NiO的晶格能大于FeO（2分）

（6）4 ×1010 pm（2分）

【解析】

试题分析：

（1）OCN中三种元素是同周期元素，N原子2p轨道半满为相对稳定结构第一电离能最大，所以C、N、O的第一电离能为N > O >C ；与OCN—互为等电子体的一种分子为CO2、N2O等；

（2）基态Ti2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d2（或 [Ar]3d2），中B原子的杂化轨道类型是sp3。

（3）[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中Cr与4个H2O，2个Cl形成配位键，所以配位数为6，CrO5中存在过氧键、Cr—O键、Cr=O键，在4个Cr—O键中Cr为+1价，在Cr=O键中Cr为+2价，则结构式为。

（4）Ni(CO)4是易挥发液体，晶胞为正四面体形，所以Ni(CO)4为分子晶体，根据相似相溶原理，则Ni(CO)4易溶于有机溶剂，所以答案选BC；

（5）r(Ni2+)和r(Fe2+)分别为69 pm和78 pm，则r(Ni2+)<r(Fe2+)，阴离子都是氧离子，所以阳离子半径小的晶格能大，则熔点高，所以NiO的熔点大于FeO；Mn2+的价电子排布为3d5，3d轨道半充满，较稳定，由较稳定的3d5半充满态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多；Fe2+的价电子为3d6，不稳定，由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少。

（6）根据硒化锌晶胞结构图可知，每个锌原子周围有4个硒原子，每个硒原子周围也有4个锌原子，所以硒原子的配位数为4，该晶胞中含有硒原子数为8×+6×=4，含有锌原子数为4，根据ρ==，所以V=，则晶胞的边长为cm=×1010pm。