Question

【題目】過渡金屬鈦、鉻、鐵、鎳、銅等金屬及其化合物在工業(yè)上有用途。

（1）鈦鐵合金具有放氫溫度低、價格適中等優(yōu)點，是鈦系儲氫合金的代表。

①Ti的基態(tài)原子價電子排布式為_________。

②Fe元素在周期表中的位置是_________。

（2）制備 CrO2Cl2的反應為 K2Cr2O7+3CCl4＝2KCl+2 CrO2Cl2+3COCl2↑。

①上述化學方程式中非金屬元素電負性由小到大的順序________。(用元素符號表示)

②COCl2分子中所有原子均滿足8電子構型，COCl2分子中π鍵和σ鍵的個數比為____，中心原子的雜化方式為_______。

（3）NiO、FeO的晶體結構均與NaCl的晶體結構相似，其中Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為6.9×10－2nm和7.8×10－2nm。則熔點：FeO_____(填“＞”“＜”或“＝” )NiO。

（4）Ni和La的合金是目前使用廣泛的儲氫材料，具有大容量、高壽命、耐低溫等特點，在中國已實現了產業(yè)化.該合金的晶胞結構如圖所示。

①該晶體的化學式為__________。

②已知該晶胞的摩爾質量為Mg/mol，密度為dg/cm3。設NA為阿伏加徳羅常數的值，則該晶胞的體積是_______(用含M、d、NA的代數式表示）。

③該晶體的內部具有空隙，且每個晶胞的空隙中儲存6個氫原子比較溫定。

已知：a＝511pm，c＝397pm；標準狀況下氫氣的密度為8. 98×10－5g/cm3；

。若忽略吸氫前后晶胞的體積變化，則該儲氫材料的儲氫能力為________。

Answer 1

【答案】 3d24s2 第四周期第Ⅷ族 C＜Cl＜O 1∶3 sp2雜化 ＜ LaNi5 1236

【解析】(1)①Ti是22號元素，位于元素周期表中第四周期第IVB族，故Ti的基態(tài)原子價電子排布式為 3d24s2，故答案為：3d24s2；

②Fe是26號元素，位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，故答案為：第四周期第Ⅷ族；

(2)①反應式中非金屬元素有三種：O、C、Cl，CCl4中C表現正化合價、Cl表現負化合價，CrO2Cl2中Cl為+1價，O為-2價，電負性越大，對鍵合電子吸引力越大，元素相互化合時該元素表現負價，故電負性：C＜Cl＜O，故答案為：C＜Cl＜O；

②COCl2分子中有1個C=O鍵和2個C-Cl鍵，所以COCl2分子中π鍵σ鍵的數目為1，σ鍵的數目為3，個數比1：3，中心原子C電子對數=3+=3，故中心原子雜化方式為sp2，故答案為：1：3；sp2；

(3)NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，說明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關，離子所帶電荷數越多，離子半徑越小，離子鍵越強，熔點越高．由于Ni2+的離子半徑小于Fe2+的離子半徑，屬于熔點是FeO NiO＜NiO，故答案為：＜；

(4)①根據該合金的晶胞圖，晶胞中心有一個鎳原子，其他8個鎳原子都在晶胞面上，鑭原子都在晶胞頂點，所以晶胞實際含有的鎳原子為1×1+×8=5，晶胞實際含有的鑭原子為8×=1，所以晶體的化學式LaNi5，故答案為：LaNi5；

②一個晶胞的質量m=，根據m=ρv，即v=，故答案為： ；

③LaNi5合金儲氫后的密度ρ===0.111gcm-3，由定義式可知儲氫能力=≈1236，故答案為：1236。