Question

【题目】铬镍基合金的性质稳定，抗高温燃气腐蚀能力强，广泛应用于舰船和工业的燃气轮机。某种铬镍基合金由Fe、Cr、Ni、C四种元素组成。

(1)Fe、Cr、Ni的基态原子核外电子占据的最高能层为________(填符号)。

(2)基态Cr原子价层电子的电子排布式为________，与Cr同周期且基态原子最外层电子数相同的元素，位于周期表的________区。

(3)Fe3+与SCN-反应生成红色的K3Fe(SCN)6，K3Fe(SCN)6内部的作用力有________。写出一种与SCN-互为等电子体的分子的化学式________。

(4)已知FeO、NiO的晶体结构均为NaCl型，且NiO的熔点高于FeO，其理由是________。

(5)由于晶体缺陷，Ni的某种氧化物的化学式为Ni0.88O，则该晶体中Ni2+和Ni3+最简整数比为________。

(6)C60分子结构及其晶胞结构如图1和图2所示。若在C60晶体的空隙中插入K+，该晶体在一定条件下具有超导能力，其结构如图3所示。

①C60分子中碳原子的杂化方式为________。

②该超导体晶胞中，K+填充在由C60围成的________空隙和________空隙中。

③若晶胞中A的坐标参数为(0，0，0)，B的坐标为(1，1，1)，则与A距离最近的K+的坐标参数为________。

Answer 1

【答案】N 3d54s1 s、ds 离子键、共价键、配位键 N2O、CO2、CS2、COS Ni2+半径比Fe2+小，NiO的晶格能比FeO大 8：3 sp2 正四面体 正八面体 (，，)

【解析】

(1)根据元素原子核外电子层数分析判断；

(2)根据Cr原子核外电子排布式分析判断；

(3)根据K3Fe(SCN)6的结构分析存在的作用力的类型；结合等电子体概念判断；

(4)从离子晶体的晶格能大小分析判断；

(5)根据NixO中化合价代数和为零可求得晶体中Ni2+与Ni3+的最简整数比；

(6)①根据价层电子对互斥理论判断C60中C原子杂化方式；

②根据图知，K+占据的是C60围成的正四面体空隙和正八面体空隙；

③若C60分子的原子坐标参数分别为A的坐标参数为(0，0，0)，B的坐标参数为(1，1，1)，说明该晶胞的棱长是1，则距离A位置C60分子最近的K+为形成的正四面体体心上的分析。

(1)Fe、Cr、Ni的基态原子核外有4个电子层，所以Fe、Cr、Ni的基态原子核外电子占据的最高能层为N层；

(2)Cr元素是24号元素，其原子核外有24个电子，根据构造原理可知其原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，原子在参加化学反应时，最外层的4s电子及3d轨道上的电子都有可能失去，所以Cr原子的价层电子的电子排布式为：3d54s1；与Cr同周期且基态原子最外层电子数相同的元素有K和Cu，二者分别位于周期表的s区和ds区；

(3)K3Fe(SCN)6内部的作用力有离子键、共价键、配位键；SCN-中含有3个原子，且其价电子数是16，与SCN-互为等电子体的一种分子为N2O、CO2、CS2、COS等；

(4)FeO、NiO的晶体结构均为NaCl型，说明二者都是离子晶体，离子晶体熔沸点与晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比，与离子所带电荷成正比，Ni2+半径比Fe2+小，NiO的晶格能比FeO大，所以NiO的熔点高于FeO；

(5)设晶体中Ni2+与Ni3+的最简整数比为x：y，根据NixO中化合价代数和为零可知：×0.88=2，解得x：y=8：3；

(6)①C60中每个C原子连接3个碳原子，每个C原子形成2个C-C单键、1个C=C双键，C原子杂化轨道数目为3，C原子采取sp2杂化；

②根据图知，该超导体晶胞中，K+占据的是C60围成的正四面体空隙和正八面体空隙；

③若晶胞中A的坐标参数为(0，0，0)，B的坐标参数为(1，1，1)，说明该晶胞的棱长是1，则与A距离最近的K+位于C60形成的正四面体体心上，故其坐标参数为(，，)。