Question

【题目】过渡金属钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有用途。

（1）钛铁合金具有放氢温度低、价格适中等优点，是钛系储氢合金的代表。

①Ti的基态原子价电子排布式为_________。

②Fe元素在周期表中的位置是_________。

（2）制备 CrO2Cl2的反应为 K2Cr2O7+3CCl4＝2KCl+2 CrO2Cl2+3COCl2↑。

①上述化学方程式中非金属元素电负性由小到大的顺序________。(用元素符号表示)

②COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中π键和σ键的个数比为____，中心原子的杂化方式为_______。

（3）NiO、FeO的晶体结构均与NaCl的晶体结构相似，其中Ni2+和Fe2+的离子半径分別为6.9×10－2nm和7.8×10－2nm。则熔点：FeO_____(填“＞”“＜”或“＝” )NiO。

（4）Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、高寿命、耐低温等特点，在中国已实现了产业化.该合金的晶胞结构如图所示。

①该晶体的化学式为__________。

②已知该晶胞的摩尔质量为Mg/mol，密度为dg/cm3。设NA为阿伏加徳罗常数的值，则该晶胞的体积是_______(用含M、d、NA的代数式表示）。

③该晶体的内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较温定。

已知：a＝511pm，c＝397pm；标准状况下氢气的密度为8. 98×10－5g/cm3；

。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为________。

Answer 1

【答案】 3d24s2 第四周期第Ⅷ族 C＜Cl＜O 1∶3 sp2杂化 ＜ LaNi5 1236

【解析】(1)①Ti是22号元素，位于元素周期表中第四周期第IVB族，故Ti的基态原子价电子排布式为 3d24s2，故答案为：3d24s2；

②Fe是26号元素，位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，故答案为：第四周期第Ⅷ族；

(2)①反应式中非金属元素有三种：O、C、Cl，CCl4中C表现正化合价、Cl表现负化合价，CrO2Cl2中Cl为+1价，O为-2价，电负性越大，对键合电子吸引力越大，元素相互化合时该元素表现负价，故电负性：C＜Cl＜O，故答案为：C＜Cl＜O；

②COCl2分子中有1个C=O键和2个C-Cl键，所以COCl2分子中π键σ键的数目为1，σ键的数目为3，个数比1：3，中心原子C电子对数=3+=3，故中心原子杂化方式为sp2，故答案为：1：3；sp2；

(3)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高．由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径，属于熔点是FeO NiO＜NiO，故答案为：＜；

(4)①根据该合金的晶胞图，晶胞中心有一个镍原子，其他8个镍原子都在晶胞面上，镧原子都在晶胞顶点，所以晶胞实际含有的镍原子为1×1+×8=5，晶胞实际含有的镧原子为8×=1，所以晶体的化学式LaNi5，故答案为：LaNi5；

②一个晶胞的质量m=，根据m=ρv，即v=，故答案为： ；

③LaNi5合金储氢后的密度ρ===0.111gcm-3，由定义式可知储氢能力=≈1236，故答案为：1236。