Question

20．根據(jù)以下背景資料，回答下列問題：
Ⅰ、不銹鋼以其優(yōu)異的抗腐蝕性能越來越受到人們的靑睞，它主要是由鐵、鉻、鎳、銅、碳等元索所組成的合金．
Ⅱ、鍺（Ge）是典型的半導(dǎo)體元素，在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛．
Ⅲ、K₂Cr₂O₇曾用于檢測司機(jī)是否酒后駕駛：
Cr₂O₇^2-（橙色）+CH₃CH₂OH→Cr³⁺（綠色）+CH₃COOH （未配平）
（1）鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²．
（2）CH₃COOH分子中所含元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺＞C＞H，碳原子的軌道雜化類型為sp³和sp²，所含σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為7：1．
（3）比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī)律及原因GeCl₄、GeBr₄、GeI₄的熔、沸點(diǎn)依次增高，原因是分子結(jié)構(gòu)相似，分子量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)．

	GeCl4	GeBr4	GeI4
熔點(diǎn)/℃	-49.5	26	146
沸點(diǎn)/℃	83.1	186	約400

（4）某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示．
①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為3：1．
②若合金的密度為dg/cm³，晶胞參數(shù)a=$\root{3}{\frac{251}{d{N}_{A}}}$×10⁷nm．

Answer 1

分析 （1）Ni是28號元素，其原子核外有28個電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫鎳元素基態(tài)原子的電子排布式；3d能級上的未成對的電子數(shù)為2；
（2）非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越強(qiáng)；乙酸分子中含有甲基碳原子和羧基碳原子，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷碳原子的軌道雜化類型；乙酸分子中單鍵為σ鍵，雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵，據(jù)此進(jìn)行解答；
（3）鍺的鹵化物都是分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高；
（4）①該晶胞中Ni原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1、Cu原子個數(shù)=6×$\frac{1}{2}$=3；
②該晶胞的化學(xué)式為Cu₃Ni，若合金的密度為dg/cm³，晶胞參數(shù)=$\root{3}{\frac{\frac{M}{{N}_{A}}}{ρ}}$．

解答 解：（1）Ni是28號元素，其原子核外有28個電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²；
（2）CH₃COOH分子中含有C、O、H元素，非金屬性：O＞C＞H，則電負(fù)性：O＞C＞H；
CH₃COOH分子內(nèi)含有甲基碳原子和羧基碳原子，甲基碳原子中形成4個σ鍵，為sp³雜化，羧基碳原子形成3個σ鍵，無孤對電子，雜化方式為sp²雜化；
CH₃COOH分子中含有3個C-H鍵、1個C-C鍵、1個O-H鍵、1個C-O單鍵及1個碳氧雙鍵，單鍵為σ鍵，雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵，所以CH₃COOH分子中含有7個σ鍵、1個π鍵，σ鍵與π鍵數(shù)目之比為7：1，
故答案為：O＞C＞H； sp³和sp²；7：1；
（3）鍺的鹵化物都是分子晶體，分子間通過分子間作用力結(jié)合，對于組成與結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高，由于相對分子質(zhì)量：GeCl₄＜GeBr₄＜GeI₄，故沸點(diǎn)：GeCl₄＜GeBr₄＜GeI₄，
故答案為：GeCl₄、GeBr₄、GeI₄的熔、沸點(diǎn)依次增高，原因是分子結(jié)構(gòu)相似，分子量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)；
（4）①該晶胞中Ni原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1、Cu原子個數(shù)=6×$\frac{1}{2}$=3，則Cu、Ni原子個數(shù)之比為3：1，故答案為：3：1；
②該晶胞的化學(xué)式為Cu₃Ni，若合金的密度為dg/cm³，晶胞參數(shù)=$\root{3}{\frac{\frac{M}{{N}_{A}}}{ρ}}$=$\root{3}{\frac{\frac{251}{{N}_{A}}}9dnfp9g}$cm=$\root{3}{\frac{251}{d{N}_{A}}}$×10⁷nm，故答案為：$\root{3}{\frac{251}{d{N}_{A}}}$×10⁷．

點(diǎn)評 本題考查較為綜合，涉及晶胞計算、價層電子對互斥理論、電負(fù)性、物質(zhì)熔沸點(diǎn)比較等知識，題目難度中等，側(cè)重考查學(xué)生對物質(zhì)結(jié)構(gòu)、基本理論的理解和運(yùn)用，試題綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及綜合應(yīng)用能力．