Question

【題目】釩和鎳及其化合物是重要的催化劑和合金材料。

（1）基態V原子的價層電子排布式為________，其中排布時能量最高的電子所占據能級的原子軌道有________個仲展方向。

（2）VO2+與可形成配合物。中，三種非金屬原子的第一電離能由大到小的順序為________（用元素符號表示）；C原子的雜化軌道類型為_________。

（3）鎳形成的[Ni(NH3)6]2+、[Ni(CN)4]2-中，NH3分子中N原子的價層電子對數目為______。與CN-互為等電子體的一種分子的化學式為__________。

（4）La-Ni合金是重要的儲氫材料，儲氫后的晶胞如圖所示。

①合金中，1個La原子周圍距離最近且相等的La原子數目為_______。

②含有1mol Ni原子的合金中儲存H2的物質的量為__________。

Answer 1

【答案】 3d34s2 5 O>C>H sp2、sp3 4 N2或CO 6 0.6mol

【解析】（1）V是23號元素，核外有23個電子，基態V原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2，則價層電子排布式為3d34s2；能量最高的為3d軌道，有5個伸展方向；（2）中，三種非金屬原子分別為H、C、O，又是同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而增大，但第ⅱA族、第ⅴA族元素第一電離能大于其他相鄰元素，同一主族從上到下，元素的第一電離能逐漸減小，所以H、C、O三種非金屬元素原子的第一電離能由大到小的順序為；又由可以看出C原子分別形成單鍵和雙鍵，則C原子的雜化軌道類型為sp3和sp2；

(3)NH3分子中N原子共用電子對數為3對，還有1對孤對電子對，所以NH3分子中N原子的價層電子排布對數目為4對；CN-中含有2個原子，且其價電子數是10，與CN-互為等電子體的一種分子為CO、N2等；

（4）①由晶胞可以看出1個La原子周圍距離最近的La原子在頂點上，所以距離最近且相等的La原子數目為6；

②根據晶胞可以看出La原子個數為8×=1，Ni原子個數為8×+1=5，所以合金化學式為LaNi5，并且一個晶胞儲存2×+8×=3個氫氣分子，則1molNi原子的合金中儲存H2的物質的量為mol=0.6mol。