Question

（9分）88.1克某过渡金属元素M同134.4升（已换算成标准状况）一氧化碳完全反应生成反磁性四配位络合物。该配合物在一定条件下跟氧反应生成与NaCl属同一晶型的氧化物。

13－1  推断该金属是什么；

13－2  在一定温度下MO可在三氧化二铝表面自发地分散并形成“单分子层”。理论上可以计算单层分散量，实验上亦能测定。(a)说明MO在三氧化二铝表面能自发分散的主要原因。(b) 三氧化二铝表面上铝离子的配位是不饱和的。MO中的氧离子在三氧化二铝表面上形成密置单层。画出此模型的图形；计算MO在三氧化二铝(比表面为178 m²/g)表面上的最大单层分散量（g/m²）(氧离子的半径为140 pm)。

Answer 1

13－1   （88.1g/M_M）：（134.4 L/22.4 L?mol^-1）＝ 1 : 4   （1分）

M_M＝58.7 g?mol^-1    M是 Ni                 （1分）          （共2分）

13－2  (a)主要原因是混乱度（熵）增加了（从表面化学键角度讨论焓变、熵变和自由能变化也可）。                                                     （1分）

(b)氧离子在氧化铝表面作密置单层排列，镍离子有规律地填入三角形空隙(图)。

    

（密置层1分，填隙1分，共2分）

1个“NiO”截面：(2r_O^2-)² sin120^o＝(2×140×10^-12m)² sin120^o ＝6.79×10^-20 m²     

（2分）

1m²Al₂O₃表面可铺NiO数：1 m²／6.79×10^-20 m² ＝ 1.47×10¹⁹     （1分）

相当于： 74.7 g?mol^-1×1.47×10¹⁹ m^-2 ÷ 6.022×10²³ mol^-1 ＝1.82×10^-3 g(NiO)/m²(Al₂O₃)（1分）           (共4分)

将1个“NiO”截面算成6.78×10^-20 m²，相应的1m²Al₂O₃表面可铺NiO数为1.48×10¹⁹，不扣分。