Question

【題目】有色金屬行業發展蘊藏著巨大潛力。目前，全世界消費量排在前五位的為銅、鋁、鉛、鋅、鎳。回答下列問題。

（1）銅原子的電子占有________種能量不同的原子軌道；在元素周期表中鋁和鉛元素處于周期表的_____區。

（2）配合物分子內（如圖）的化學鍵有____________（填序號）。

A.氫鍵 B.離子鍵 C.共價鍵 D.金屬鍵 E.配位鍵

（3）很多不飽和有機物在Ni催化下可以與H2發生加成反應。如①CH2=CH2、②CHCH、③苯、④HCHO等,其中分子中C原子為sp雜化的有___________（填物質序號）；預測σ鍵與π鍵比值為3∶1的分子的立體結構為_______________形。

（4）硫酸鋅是最重要的鋅鹽，為無色斜方晶體或白色粉末，其七水合物(ZnSO4·7H2O) 俗稱皓礬，是一種天然礦物。請在SO42-的立體結構圖（如圖）中，描畫出氧原子（用實心圓點“”表示）和硫原子（用空心圓點“O”表示）的位置。_____________

（5）氫氣是新型清潔能源，鑭(La)和鎳(Ni)的合金可做儲氫材料。

①下列關于該貯氫材料及氫氣的說法，正確的是__________（填序號）。

A.該材料中鑭原子和鎳原子之間存在化學鍵，是原子晶體

B.已知鑭和鎳的第一電離能分別為5.58eV、7.64eV，可見氣態鑭原子比氣態鎳原子更容易變成+1價的氣態陽離子

C.氫分子被吸收時首先要在合金表面解離變成氫原子，同時放出熱量

D.該材料貯氫時采用常溫高壓比采用常溫常壓更好

E.氫氣很難液化是因為雖然其分子內氫鍵很強，但其分子間作用力很弱

②該合金的晶胞如圖所示，屬六方晶系，底面夾角為60°(120°)，經測定晶胞參數a=511pm，c=397pm，晶胞中心有一個鎳原子，其他鎳原子都在晶胞面上，鑭原子都在晶胞頂點上，該晶體的化學式為_______________。若每個晶胞可吸收3個H2，則儲氫后（氫進入晶胞空隙，體積不變）該晶胞的密度計算式為___________________________。(NA表示阿伏加德羅常數)

Answer 1

【答案】 7 p CE ② 平面三角 BD LaNi5 或（其他合理答案均給分）

【解析】（1）基態銅原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，有7個能級，所以占有7種能量不同的原子軌道；在元素周期表中鋁和鉛元素原子的價電子排布分別為3s23p1和6s26p2，故其處于周期表的p區。

（2）該配合物的中心原子為Ni2+與4個N原子之間形成配位鍵，其他化學鍵為共價鍵，故其分子內的化學鍵有共價鍵和配位鍵，填CE。

（3）①CH2=CH2、②CHCH、③苯、④HCHO等，他們的C原子的雜化類型分別為sp2、sp、sp2、sp2，σ鍵與π鍵比值分別是5:1、3:2、12:1、3:1，所以，其中分子中C原子為sp雜化的是②，σ鍵與π鍵比值為3∶1的是④HCHO，HCHO中心原子為sp2雜化的C原子，故其分子的立體結構為平面三角形。

（4）SO42-的空間構型為正四面體，故其立體結構圖為。

（5）①下列關于該貯氫材料及氫氣的說法：A.該材料中鑭原子和鎳原子之間存在金屬鍵，是金屬晶體，A不正確；B.已知鑭和鎳的第一電離能分別為5.58eV、7.64eV，可見氣態鑭原子比氣態鎳原子更容易變成+1價的氣態陽離子，B正確；C.氫分子被吸收時首先要在合金表面解離變成氫原子，破壞共價鍵要吸收熱量，B不正確；D.該材料貯氫過程中，氣體分子數減少，故高壓比常壓有利于儲氫，D正確。綜上所述，正確的是BD。

E.氫氣很難液化是因為雖然其分子內氫鍵很強，但其分子間作用力很弱

②由該晶胞的結構示意圖可知，其中La和Ni的原子個數分別為1（）和5（），所以，該晶體的化學式為LaNi5。若每個晶胞可吸收3個H2，則儲氫后晶體的化學式為H6 LaNi5，NA個晶胞的質量和體積分別為和，故該晶胞的密度計算式為或。