Question

2．目前，全世界鎳的消費(fèi)量僅次于銅、鋁、鉛、鋅、居有色金屬第五位，鎳行業(yè)發(fā)展蘊(yùn)藏著巨大的潛力．金屬鎳在電池、合金、催化劑等方面應(yīng)用廣泛．
（1）下列關(guān)于金屬及金屬鍵的說法不正確的是a c
a．金屬鍵具有方向性與飽和性
b．金屬鍵是金屬陽離子與自由電子間的相互作用
c．金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶?chǎng)作用下產(chǎn)生自由電子
d．金屬的熔沸點(diǎn)不同的原因是由于金屬鍵強(qiáng)弱不同
e．金屬的焰色是由于金屬激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí)，以光的形式釋放能量
（2）雷尼鎳（Raney-Ni）是一種歷史悠久、應(yīng)用廣泛的催化劑，鋁鎳合金的結(jié)構(gòu)如圖1，與其結(jié)構(gòu)相似的晶體是b（填字母）．
a．氯化鈉     b．氯化銫       c．碘晶體   d．金剛石

（3）實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)Ni²⁺可用丁二酮肟與之作用生成腥紅色配合物沉淀．
①Ni²⁺的價(jià)層電子排布式為3d⁸．
②Ni²⁺可與丁二酮肟作用生成腥紅色配合物沉淀如圖2，配合物中碳原子的雜化類型為sp²、sp³．其中C、N、O
的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞C（用元素符號(hào)表示）．
（4）很多不飽和有機(jī)物在Ni催化下可與H₂發(fā)生加成反應(yīng)．如甲醛（H₂C=O）在Ni催化作用下加氫可得甲醇（CH₃OH）．HCHO分子的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形，甲醇分子內(nèi)的O-C-H鍵角小于甲醛分子內(nèi)的O-C-H鍵角，原因是甲醇分子內(nèi)C原子的雜化方式為sp³，O-C-H鍵角約為109°28′，甲醛分子內(nèi)的C原子的雜化方式為sp²，O-C-H鍵角約為120° 
（5）金屬鎳粉在CO氣流中加熱，生成無色揮發(fā)性液態(tài)Ni（CO）₄，呈四面體構(gòu)型，423K時(shí)，Ni（CO）₄分解為Ni和CO，從而制得高純度的Ni粉．試推測(cè)：四羰基鎳的晶體類型是分子晶體，Ni（CO）₄易溶于下列b c（填字母）．
a水    b四氯化碳    c苯     d 硫酸鎳溶液．

Answer 1

分析 （1）金屬鍵沒有方向性和飽和性，金屬鍵是金屬陽離子和自由電子間的相互作用，金屬導(dǎo)電是因?yàn)樽杂呻娮釉谕饧与妶?chǎng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)，金屬晶體熔、沸點(diǎn)高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強(qiáng)弱，金屬的焰色是由于金屬激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí)，以光的形式釋放能量；
（2）由圖可知鋁鎳合金的晶胞結(jié)構(gòu)中，Ni原子數(shù)目為1，Al原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，為AlNi，每個(gè)Ni原子周圍有8個(gè)Al原子，每個(gè)Al原子周圍有8個(gè)Ni原子，據(jù)此結(jié)合選項(xiàng)中各物質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)判斷；
（3）①Ni是28號(hào)元素，Ni²⁺核外有26個(gè)電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫，3d電子為其價(jià)電子；
②碳原子既有單鍵又有雙鍵，因此雜化類型是sp²和sp³雜化；同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素；
（4）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷甲醛的空間構(gòu)型；根據(jù)甲醇分子內(nèi)C原子的雜化方式為sp³雜化，甲醛分子內(nèi)的C原子的雜化方式為sp²雜化分析鍵角大小；
（5）沸點(diǎn)較低的晶體一般為分子晶體；根據(jù)相似相溶原理判斷．

解答 解：（1）a．金屬鍵不是存在于相鄰原子之間的作用力，而是屬于整塊金屬，因此沒有方向性和飽和性，故a錯(cuò)誤；
b．金屬鍵是存在于金屬陽離子和“自由電子”之間的強(qiáng)的相互作用，這些“自由電子”為所有陽離子所共用，其本質(zhì)也是電性作用，故b正確；
c．金屬鍵是存在于金屬陽離子和“自由電子”，當(dāng)給金屬通電時(shí)，“自由電子”定向移動(dòng)而導(dǎo)電，故c 錯(cuò)誤；
d．金屬鍵的強(qiáng)弱決定了金屬晶體硬度、熔點(diǎn)，故d正確；
e．金屬的焰色是由于激發(fā)態(tài)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低軌道時(shí)，能量以可見光的形式釋放，故e正確；
故答案為：a c；
（2）由圖可知鋁鎳合金的晶胞結(jié)構(gòu)中，Ni原子數(shù)目為1，Al原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，為AlNi，每個(gè)Ni原子周圍有8個(gè)Al原子，每個(gè)Al原子周圍有8個(gè)Ni原子，
a．氯化鈉中每個(gè)鈉離子周圍有6個(gè)氯離子，每個(gè)氯離子周圍有6個(gè)鈉離子，不符合，故a錯(cuò)誤；
b．氯化銫中每個(gè)銫離子周圍有8個(gè)氯離子，每個(gè)氯離子周圍有8個(gè)銫離子，符合，故b正確；
c．碘晶體每個(gè)晶胞中有4個(gè)碘分子，每個(gè)碘分子含有兩個(gè)I原子，所以每個(gè)晶胞中含有8個(gè)I原子，不符合，故c錯(cuò)誤；
d．金剛石為空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每C原子周圍有4個(gè)C原子，不符合，故d錯(cuò)誤；
故答案為：b；
（3）①Ni是28號(hào)元素，核外有28個(gè)電子，其原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，Ni²⁺核外有26個(gè)電子，價(jià)層電子排布式為3d⁸，
故答案為：3d⁸；
②腥紅色配合物沉淀中碳原子既有單鍵又有雙鍵，碳碳單鍵上的碳原子的雜化類型是sp²，碳碳雙鍵上的碳原子的雜化類型是sp³雜化；同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素，所以C、N、O三種元素的第一電離能大小順序是N＞O＞C，
故答案為：sp²sp³；N＞O＞C；
（4）HCHO中碳原子含有3個(gè)σ鍵，不含孤電子對(duì)，所以采取sp²雜化，其空間構(gòu)型是平面三角形；甲醇分子內(nèi)C原子的雜化方式為sp³雜化，所以O(shè)-C-H鍵角約為109°28′，甲醛分子內(nèi)的C原子的雜化方式為sp²雜化，O-C-H鍵角約為120°，所以甲醇分子內(nèi)的O-C-H鍵角小于甲醛分子內(nèi)的O-C-H鍵角，
故答案為：平面三角；甲醇分子內(nèi)C原子的雜化方式為sp³，O-C-H鍵角約為109°28′，甲醛分子內(nèi)的C原子的雜化方式為sp²，O-C-H鍵角約為120°；
（5）沸點(diǎn)較低的晶體一般為分子晶體，四羰基鎳的晶體為分子晶體；Ni（CO）₄呈四面體構(gòu)型，為非極性分子，根據(jù)相似相溶原理可知，它易溶于四氯化碳和苯，選BC，
故答案為：分子晶體；b c．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，題目難度中等，涉及金屬鍵、核外電子排布規(guī)律、雜化、第一電離能、晶體性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)，注意雜化、第一電離能是常考知識(shí)點(diǎn)，晶體結(jié)構(gòu)為解答難點(diǎn)．