Question

（9分）88.1克某過渡金屬元素M同134.4升（已換算成標準狀況）一氧化碳完全反應生成反磁性四配位絡合物。該配合物在一定條件下跟氧反應生成與NaCl屬同一晶型的氧化物。

13－1  推斷該金屬是什么；

13－2  在一定溫度下MO可在三氧化二鋁表面自發(fā)地分散并形成“單分子層”。理論上可以計算單層分散量，實驗上亦能測定。(a)說明MO在三氧化二鋁表面能自發(fā)分散的主要原因。(b) 三氧化二鋁表面上鋁離子的配位是不飽和的。MO中的氧離子在三氧化二鋁表面上形成密置單層。畫出此模型的圖形；計算MO在三氧化二鋁(比表面為178 m²/g)表面上的最大單層分散量（g/m²）(氧離子的半徑為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)主要原因是混亂度（熵）增加了（從表面化學鍵角度討論焓變、熵變和自由能變化也可）。                                                     （1分）

(b)氧離子在氧化鋁表面作密置單層排列，鎳離子有規(guī)律地填入三角形空隙(圖)。

    

（密置層1分，填隙1分，共2分）

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

（2分）

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

相當于： 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)

將1個“NiO”截面算成6.78×10^-20 m²，相應的1m²Al₂O₃表面可鋪NiO數(shù)為1.48×10¹⁹，不扣分。