Question

20．根据以下背景资料，回答下列问题：
Ⅰ、不锈钢以其优异的抗腐蚀性能越来越受到人们的靑睐，它主要是由铁、铬、镍、铜、碳等元索所组成的合金．
Ⅱ、锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛．
Ⅲ、K₂Cr₂O₇曾用于检测司机是否酒后驾驶：
Cr₂O₇^2-（橙色）+CH₃CH₂OH→Cr³⁺（绿色）+CH₃COOH （未配平）
（1）镍元素基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²．
（2）CH₃COOH分子中所含元素的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H，碳原子的轨道杂化类型为sp³和sp²，所含σ键与π键的数目之比为7：1．
（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因GeCl₄、GeBr₄、GeI₄的熔、沸点依次增高，原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强．

	GeCl4	GeBr4	GeI4
熔点/℃	-49.5	26	146
沸点/℃	83.1	186	约400

（4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示．
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为3：1．
②若合金的密度为dg/cm³，晶胞参数a=$\root{3}{\frac{251}{d{N}_{A}}}$×10⁷nm．

Answer 1

分析 （1）Ni是28号元素，其原子核外有28个电子，根据构造原理书写镍元素基态原子的电子排布式；3d能级上的未成对的电子数为2；
（2）非金属性越强，电负性越强；乙酸分子中含有甲基碳原子和羧基碳原子，根据价层电子对互斥理论判断碳原子的轨道杂化类型；乙酸分子中单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，据此进行解答；
（3）锗的卤化物都是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高；
（4）①该晶胞中Ni原子个数=8×$\frac{1}{8}$=1、Cu原子个数=6×$\frac{1}{2}$=3；
②该晶胞的化学式为Cu₃Ni，若合金的密度为dg/cm³，晶胞参数=$\root{3}{\frac{\frac{M}{{N}_{A}}}{ρ}}$．

解答 解：（1）Ni是28号元素，其原子核外有28个电子，根据构造原理书写镍元素基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²；
（2）CH₃COOH分子中含有C、O、H元素，非金属性：O＞C＞H，则电负性：O＞C＞H；
CH₃COOH分子内含有甲基碳原子和羧基碳原子，甲基碳原子中形成4个σ键，为sp³杂化，羧基碳原子形成3个σ键，无孤对电子，杂化方式为sp²杂化；
CH₃COOH分子中含有3个C-H键、1个C-C键、1个O-H键、1个C-O单键及1个碳氧双键，单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，所以CH₃COOH分子中含有7个σ键、1个π键，σ键与π键数目之比为7：1，
故答案为：O＞C＞H； sp³和sp²；7：1；
（3）锗的卤化物都是分子晶体，分子间通过分子间作用力结合，对于组成与结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高，由于相对分子质量：GeCl₄＜GeBr₄＜GeI₄，故沸点：GeCl₄＜GeBr₄＜GeI₄，
故答案为：GeCl₄、GeBr₄、GeI₄的熔、沸点依次增高，原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强；
（4）①该晶胞中Ni原子个数=8×$\frac{1}{8}$=1、Cu原子个数=6×$\frac{1}{2}$=3，则Cu、Ni原子个数之比为3：1，故答案为：3：1；
②该晶胞的化学式为Cu₃Ni，若合金的密度为dg/cm³，晶胞参数=$\root{3}{\frac{\frac{M}{{N}_{A}}}{ρ}}$=$\root{3}{\frac{\frac{251}{{N}_{A}}}{d}}$cm=$\root{3}{\frac{251}{d{N}_{A}}}$×10⁷nm，故答案为：$\root{3}{\frac{251}{d{N}_{A}}}$×10⁷．

点评 本题考查较为综合，涉及晶胞计算、价层电子对互斥理论、电负性、物质熔沸点比较等知识，题目难度中等，侧重考查学生对物质结构、基本理论的理解和运用，试题综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及综合应用能力．