Question

【题目】【化学——选修3：物质结构与性质】在研究金矿床物质组分的过程中，通过分析发现了Cu-Ni-Zn-Sn-Fe多金属互化物。

(1)某种金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序排列，该金属互化物属于 (填“晶体”或“非晶体”)，可通过 方法鉴别。

(2)基态Ni2+的核外电子排布式 ；配合物Ni(CO)4常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于 晶体；Ni2+和Fe2+的半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO FeO(填“<”或“>”)。

(3)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2，1mol(SCN)2分子中含有σ键的数目为 ；类卤素(SCN)2对应的酸有两种，理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N=C=S)的沸点，其原因是 ；写出一种与SCN—互为等电子体的分子 (用化学式表示)。

(4)氨基乙酸铜的分子结构如图，碳原子的杂化方式为 。

(5)立方NiO(氧化镍)晶体的结构如图所示，其晶胞边长为apm，列式表示NiO晶体的密度为 g/cm3(不必计算出结果，阿伏加德罗常数的值为NA)。人工制备的NiO晶体中常存在缺陷(如图)：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代，其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。已知某氧化镍样品组成Ni0.96O，该晶体中Ni3+与Ni2+的离子个数之比为 。

Answer 1

【答案】(1)晶体(1分) x~射线衍射(1分)

(2)【Ar】3d8(1分) 分子(1分) >(2分)

(3)5NA(或5×6.02×1023或3.01×1024) 异硫氰酸中H-N键极性强，分子间存在氢键，而硫氰酸分子间只存在分子间作用力，所以异硫氰酸的沸点高于硫氰酸(2分) CO2(1分，合理即可)

(4)sp3 sp2 (2分)

(5) 1:11(1分)

【解析】

试题分析：(1)某种金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序排列，该计算互化物属于晶体，可通过X-射线衍射实验进行鉴别；

(2)Ni元素原子核外电子数为28，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，失去4s能级2个电子形成Ni2+，故Ni2+离子核外电子排布为：1s22s22p63s23p63d8，Ni(CO)4常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂，固态Ni(CO)4属于分子晶体；Ni2+和Fe2+的离子所带电荷相同，Ni2+离子半径较小，NiO中离子键更强，NiO晶体的熔点更高；

(3)(SCN)2的结构式为N≡C-S-S-C≡N，根据[(SCN)2]的结构可知分子中有3个单键和2个碳氮三键，单键为σ键，三键含有1个σ键、2个π键，(SCN)2分子含有5个σ键，故1mol(SCN)2分子中含有σ键的数目为 5NA；由于异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键，所以硫氰酸(H-S-C≡N)的沸点低于异硫氰酸；一种与SCN-互为等电子体的分子有CO2等，原子数相同，价电子数均为16；

(4)分子中连接氨基的C原子形成2个C-H键、1个C-N、1个C-O键，没有孤电子对，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，而碳氧双键中的C原子形成3个σ键，没有孤电子对，杂化轨道数目为3，采取sp2杂化；

(5)晶胞中Ni原子数目为1+12×1/4=4，氧原子数目为8×1/8+6×1/2=4，晶胞质量为4×g，晶胞边长为apm，晶胞体积为(a×10-10 cm)3，NiO晶体的密度为为4×g÷(a × 10-10 cm)3 = g/cm3；设1mol Ni0.96O中含Ni3+xmol，Ni2+为(0.96-x)mol，根据晶体仍呈电中性，可知 3x+2×(0.96-x)=2×1，x=0.08mol Ni2+为(0.96-x)mol=0.88mol，即离子数之比为Ni3+：Ni2+=0.08：0.88=1：11。