Question

15．镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛．
（1）（1）基态Ni原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是C（填元素符号）．
（2）金属镍能与CO形成配合物Ni（CO）₄，写出与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式N₂、CN^-；
（3）很多不饱和有机物在Ni催化下可与H₂发生加成反应．
如①CH₂=CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO，其中碳原子采取sp²杂化的分子有①③④（填序号），HCHO分子的立体结构为平面三角形；HC≡CH分子内σ键与π键个数之比为3：2．
（4）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，如图是一种镍镧合金储氢后的晶胞结构示意图，该合金储氢后，含1molLa的合金可吸附H₂的数目为3mol．

Answer 1

分析 （1）根据构造原理写出基态Ni原子核外电子排布式；Ni原子有2个未成对电子，第二周期有2个未成对电子的元素有C、O元素，同一周期，元素的电负性随着原子序数的增大而增大；
（2）等电子体中原子数相同、价电子数相同；
（3）根据碳原子含有的σ键和孤电子对判断碳原子采取的杂化方式； 根据价层电子对互斥理论判断甲醛的空间构型；共价单键为σ，共价双键中一个是σ一个是π键，共价三键中一个是σ两个是π键，
（3）根据均摊法计算晶胞中实际含有的粒子个数来解答．

解答 解：（1）Ni的原子序数为28，根据构造原理可写出电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，Ni原子有2个未成对电子，第二周期有2个未成对电子的元素是C和O元素，同一周期，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以电负性较小的是C元素；
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；C；
（2）CO含有2个原子、4+6=10个价电子，所以CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式为：N₂、CN^-（或O₂²⁺、C₂^2-、NO⁺），故答案为：N₂；CN^-；
（3）①CH₂=CH₂中每个碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以采取sp²杂化，故①正确；
②HC≡CH中每个碳原子含有2个σ键，不含孤电子对，所以采取sp杂化，故②错误；
③中每个碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以采取sp²杂化，故③正确；
④HCHO中碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以采取sp²杂化，故④正确；
HCHO中碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形；
HC≡CH分子内σ键个数为3，π键个数为2，σ键与π键个数之比=3：2；
故答案为：①③④；平面三角；3：2；
（4）由晶胞可知，晶胞中La位于定点，平均含有8×$\frac{1}{8}$=1，Ni位于面心和体心，共含有8×$\frac{1}{2}$+1=5，H₂位于边和面心，共有8×$\frac{1}{4}$+2×$\frac{1}{2}$=3，则含1mol La的合金可吸附H₂的物质的量为3mol，故答案为：3mol．

点评 本题考查较综合，涉及晶胞计算、原子核外电子排布、原子杂化方式判断、空间构型等知识点，这些都是高考高频点，注意知识的灵活运用．