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氢气是重要而洁净的能源,要利用氢气作能源,必须安全有效地储存氢气.
(1)某种铜镍合金材料有较大的储氢容量,其晶体结构如图所示.这种合金中La与Ni的原子个数比为
 
;其中基态Ni原子的核外电子排布式为
 
.
(2)氢元素可与其他四种短周期元素a、b、c、d、e、f、g等七种微粒,它们都有10个电子,其填结构特点如下表:
微粒 a b c d e f g
原子核数 双核 双核 三核 四核 四核 五核 五核
所带单位电荷 0 -1 0 0 +1 0 +1
①与c互为等电子体的一种阴离子是
 
 (填化学式);
②f微粒中中心原子的杂化方式为
 
 杂化.
③比较相同条件下a与f在水中的溶解度:a
 
 f(填“>”、“=”或“<”)
④Ni2+可与d形成配位数为6的配离子,该配离子的化学式为
 
.
考点:原子核外电子排布,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:原子组成与结构专题
分析:(1)利用均摊法计算该晶胞中La原子、Ni原子个数之比;Ni是28号元素,其核外有28个电子,镍原子3d、4s能级上电子为其价电子;
(2)氢元素可与其他四种短周期元素a、b、c、d、e、f、g等七种微粒,它们都有10个电子,由表格中的特点可知,a为HF,b为OH-,c为H2O,d为NH3,e为H3O+,f为CH4,g为NH4+,
①具有相同原子数和价电子数的微粒为等电子体;
②甲烷中没有孤对电子,成键数为4;
③HF易溶于水,甲烷不溶于水;
④Ni2+可与d形成配位数为6的配离子,则Ni与NH3的个数比为1:6.
解答: 解:(1)该晶胞中La原子个数=8×
1
8
=1,Ni位于晶胞的面上与内部,晶胞中Ni原子数目=1+8×
1
2
=5,故该物质中La原子、Ni原子数目之比=1:5,Ni是28号元素,其核外有28个电子,电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2,
故答案为:1:5;1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2;
(2)氢元素可与其他四种短周期元素a、b、c、d、e、f、g等七种微粒,它们都有10个电子,由表格中的特点可知,a为HF,b为OH-,c为H2O,d为NH3,e为H3O+,f为CH4,g为NH4+,
①具有相同原子数和价电子数的微粒为等电子体,则H2O与NH2-互为等电子体,故答案为:NH2-;
②甲烷中没有孤对电子,成键数为4,中心C原子为sp3杂化,故答案为:sp3;
③HF易溶于水,甲烷不溶于水,则溶解度HF>CH4,故答案为:>;
④Ni2+可与d形成配位数为6的配离子,则Ni与NH3的个数比为1:6,该配离子的化学式为[Ni(NH3)6]2+,故答案为:[Ni(NH3)6]2+.
点评:本题的综合性很强,考查了元素周期表、物质结构、元素周期律、核外电子排布式、晶体类型等多方面内容,注意把握常见10电子微粒.
练习册系列答案
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二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一.
(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解CO2发生反应:
2CO2(g)→2CO(g)+O2(g),该反应的△H
 
0,△S
 
0(选填:>、<、=).
(2)CO2转化途径之一是:利用太阳能或生物质能分解水制H2,然后将H2与CO2转化为甲醇或其它的化学品.已知:
光催化制氢:2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)△H=+571.5kJ?mol-1
H2与CO2耦合反应:3H2(g)+CO2(g)═CH3OH(l)+H2O(l)△H=-137.8kJ?mol-1
则反应:4H2O(l)+2CO2(g)→2CH3OH(l)+3O2(g)△H=
 
kJ?mol-1.你认为该方法需要解决的技术问题有:
 
.
a.开发高效光催化剂
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(3)用稀氨水喷雾捕集CO2最终可得产品NH4HCO3.在捕集时,气相中有中间体NH2COONH4(氨基甲酸铵)生成.为了测定该反应的有关热力学参数,将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使反应NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)达到分解平衡.实验测得不同温度及反应时间(t1<t2<t3)的有关数据见表.
表:氨基甲酸铵分解时温度、浓度及反应时间的关系
气体总浓度(mol/L)
温度(℃)
时间(min)
15 25 35
0 0 0 0
t1 0.9×10-3 2.7×10-3 8.1×10-3
t2 2.4×10-3 4.8×10-3 9.4×10-3
t3 2.4×10-3 4.8×10-3 9.4×10-3
①氨基甲酸铵分解反应是:
 
反应(选填:“放热”、“吸热”).在25℃,0~t1时间内产生氨气的平均速率为:
 
.
②根据表中数据可换算出,15℃时合成反应2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)平衡常数K约为:
 
.
(4)用一种钾盐水溶液作电解质,CO2电催化还原为碳氢化合物(其原理见下图).在阴极上产生乙烯的电极反应方程式为:
 
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