Question

氫是新型清潔能源，但難儲(chǔ)運(yùn)．研究發(fā)現(xiàn)，合金可用來(lái)儲(chǔ)藏氫氣．鑭（

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La） 和鎳（

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Ni） 的一種合金就是儲(chǔ)氫材料．該合金的晶胞如圖1所示，鎳原子除一個(gè)在中心外，其他都在面上，鑭原子在頂點(diǎn)上．儲(chǔ)氫時(shí)氫原子存在于金屬原子之間的空隙中．

（1）一定條件下，該貯氫材料能快速、可逆地存儲(chǔ)和釋放氫氣，若每個(gè)晶胞可吸收 3 個(gè) H₂，這一過(guò)程用化學(xué)方程式表示為：

 

．
（2）下列關(guān)于該貯氫材料及氫氣的說(shuō)法中，正確的是

 

（ 填序號(hào) ）
A．該材料中鑭原子和鎳原子之間存在化學(xué)鍵，是原子晶體
B．氫分子被吸收時(shí)首先要在合金表面解離變成氫原子，同時(shí)放出熱量
C．該材料貯氫時(shí)采用常溫高壓比采用常溫常壓更好
D．氫氣很難液化是因?yàn)殡m然其分子內(nèi)氫鍵很強(qiáng)，但其分子間作用力很弱
E．己知鑭和鎳的第一電離能分別為 5.58eV、7.64eV，可見(jiàn)氣態(tài)鑭原子比氣態(tài)鎳原子更容易變成+1 價(jià)的氣態(tài)陽(yáng)離子
I、鎳常見(jiàn)化合價(jià)為+2、+3，在水溶液中通常只以+2 價(jià)離子的形式存在．+3價(jià)的鎳離子具有很強(qiáng)的氧化性，在水中會(huì)與水或酸根離子迅速發(fā)生氧化還原反應(yīng)．
Ⅱ、在Ni²⁺的溶液中加入強(qiáng)堿時(shí)，會(huì)生成 Ni（OH）₂沉淀，在強(qiáng)堿性條件下，該沉淀可以被較強(qiáng)的氧化劑 （如 NaClO） 氧化為黑色的難溶性物質(zhì) NiO（OH）．
Ⅲ、鎳易形成配合物如 Ni（CO）₆、[Ni（NH₃）₆]²⁺等．
（3）某研究性學(xué)習(xí)小組查閱的有關(guān)鎳及其化合物的性質(zhì)資料如下：
①寫(xiě)出 Ni³⁺ 的核外電子排布式：

 

②寫(xiě)出將NiO（OH）溶于濃鹽酸的離子方程式：

 

（4）Ni（CO）₆為正八面體結(jié)構(gòu)，鎳原子位于正八面體的中心，配位體CO在正八面體的六個(gè)頂點(diǎn)上．若把其中兩個(gè)CO配位體換成 NH₃得到新的配合物，則以下物質(zhì)中互為同分異構(gòu)體的是圖2中的

 

． （ 填字母編號(hào)，任填一組 ）（ 圖中黑點(diǎn)為NH₃，圓圈為CO，Ni略去）

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,配合物的成鍵情況

專(zhuān)題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）利用均攤法確定該晶胞的化學(xué)式，再根據(jù)反應(yīng)物、生成物書(shū)寫(xiě)方程式；
（2）A．該材料中構(gòu)成微粒是金屬陽(yáng)離子和自由電子；
B．根據(jù)儲(chǔ)氫原理為：鑭鎳合金吸附H₂，H₂解離為原子，H儲(chǔ)存在其中形成LaNi_xH₆判斷；
C．根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)影響分析；
D．氫氣分子之間不存在氫鍵；
E．第一電離能越小越容易失去電子；
（3）①Ni是28號(hào)元素，其核外有28個(gè)電子，Ni³⁺核外25個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)其價(jià)電子排布式；
②NiO（OH）和濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣；
（4）同分異構(gòu)體有：兩個(gè)氨氣分子位于平行四邊形相鄰、相對(duì)位置或八面體上下兩個(gè)頂點(diǎn)上．

解答： 解：（1）晶胞中去掉氫氣分子為鑭鎳合金，由晶胞結(jié)構(gòu)可知鑭鎳合金為L(zhǎng)aNi₅，能可逆地存儲(chǔ)和釋放氫氣，每個(gè)晶胞可吸收3個(gè)H₂，這一過(guò)程用化學(xué)方程式為：LaNi₅+3H₂?LaNi₅H₆，
故答案為：LaNi₅+3H₂?LaNi₅H₆；
（2）A．鑭和鎳都是金屬，貯氫材料為金屬晶體，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)儲(chǔ)氫原理可知，鑭鎳合金先吸附H₂，然后H₂解離為原子，該過(guò)程用吸收熱量，故B錯(cuò)誤；
C．吸附氫氣的過(guò)程為氣體體積減小的反應(yīng)，高壓比采用常壓更有利于氫氣吸收，故C正確；
D．氫氣分子之間不存在氫鍵，故D錯(cuò)誤；
E．鑭的第一電離能小于鎳的第一電離能，說(shuō)明氣態(tài)鑭原子比氣態(tài)鎳原子更容易變成+1價(jià)的氣態(tài)陽(yáng)離子，故E正確，
故選：CE；
（3）①Ni是28號(hào)元素，其核外有28個(gè)電子，Ni³⁺核外25個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，該離子核外電子排布式為：[Ar]3d⁷或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷，故答案為：[Ar]3d⁷或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷；
②NiO（OH）和濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣、氯化鎳和水，反應(yīng)方程式為：2NiO（OH）+6HCl（濃）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O，故答案為：2NiO（OH）+6HCl（濃）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（4）同分異構(gòu)體有：兩個(gè)氨氣分子位于平行四邊形相鄰、相對(duì)位置或八面體上下兩個(gè)頂點(diǎn)上，所以有A和B（或A和C、A和D、B和E、C和E、D和E任一組均可），故答案為：A和B（或A和C、A和D、B和E、C和E、D和E任一組均可）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及同分異構(gòu)體的判斷、核外電子排布式的書(shū)寫(xiě)、第一電離能等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)結(jié)構(gòu)、電子排布式的書(shū)寫(xiě)規(guī)則、第一電離能的變化規(guī)律來(lái)分析解答，易錯(cuò)題是（4），會(huì)根據(jù)圖象判斷同分異構(gòu)體，題目難度中等．