Question

在Ni、NiO、Ni₃C、γ-Al₂O₃组成的催化剂表面，可实现H₂O、CO₂及CH₄合成乙醇．
（1）下列说法正确的是

 

（选填序号）．
A．第一电离能：碳原子大于氧原子
B．CO₂分子中含有2个σ键和2个π键
C．CH₄分子中碳原子采用sp³杂化
D．二甲醚的沸点比乙醇高
（2）镍原子基态时的核外电子排布式

 

．
（3）NiO晶胞如图所示，每个晶胞中与每个Ni²⁺距离相等且最近的Ni²⁺有

 

个，某种有缺陷的氧化镍晶体由Ni²⁺、Ni³⁺、O^2-及空隙组成，可表示为Ni_0.98O，则n（Ni²⁺）/n（Ni³⁺）=

 

．
（4）对苯二甲酸（ ）、4，4’-联吡啶[（可简化为）]等与Ni²⁺能形成多核配合物．配合物[Ni₂（TPHA）（bpy）₄]（ClO₄）₂络离子的结构如下图：

该络合物中配位原子是：

 

；依据价层互斥理论，ClO₄^-空间结构为

 

型．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,判断简单分子或离子的构型,配合物的成键情况,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）A．根据第一电离能的递变规律判断；
B．根据CO₂分子的结构判断；
C．根据甲烷的空间构型进行判断；
D．根据二者的微粒间作用力判断；
（2）根据Ni原子的原子序数写出核外电子排布式；
（3）根据晶胞的机构特点得到答案；根据电荷总数为零计算得出；
（4）根据络离子的结构判断配位原子；计算ClO₄^-的价电子对数，结合配位原子数得到空间构型．

解答： 解：（1）A．第一电离能同周期从左到右，呈增大趋势，C位于O的左侧，故A错；
B．C原子与O原子形成两个碳氧双键，含有2个σ键和2个π键，故B正确；
C．甲烷的空间构型为正四面体型，杂化类型为sp³杂化，故C正确；
D．乙醇分子间含有氢键，故乙醇熔沸点高于二甲醚，故D错误；
故答案为：BC；
（2）Ni原子序数为28，根据能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则写出核外电子排布式为[Ar]3d⁸4s²，故答案为：[Ar]3d⁸4s²；
（3）观察晶胞可知Ni²⁺位于体心和棱心，体心的Ni²⁺距离最近的棱有12条，所以与Ni²⁺距离相等且最近的Ni²⁺有 12个；设Ni²⁺有x个，则Ni³⁺有0.98-x个，根据电荷总数为零计算，2x+3×（0.98-x）=2，x=0.94，Ni³⁺有0.98-x=0.04，n（Ni²⁺）/n（Ni³⁺）=

0.94

0.04

=

47

2

，
故答案为：12；

47

2

；
（4）N原子最外层有5个电子，只需形成3条共价键可达到稳定结构，根据题目给出的信息不难判断出，与Ni²⁺成键的N原子都形成了4条共价键，由此可推断出Ni²⁺提供空轨道，N原子提供孤对电子形成配位键，同理可以看到与Ni²⁺相连上面的O形成了3条共价键，可推知形成了配位键，所以N、O为配位原子；ClO₄^-的价电子对数为

7+1

2

=4，即形成了四条新的杂化轨道，配位数为4，无孤对电子，其离子团空间构型为正四面体，
故答案为：N、O；正四面体．

点评：本题考查较为全面，涉及到电子排布式、分子空间构型、杂化类型的判断以及有关晶体的计算，注意总结如何书写电子排布式，如何判断分子空间构型以及有关晶体计算等方法．