Question

15．能源、材料和信息是現(xiàn)代社會的三大“支柱”．
（1）目前，利用金屬或合金儲氫的研究已取得很大進展，一種La-Ni合金儲氫后的晶胞結構如圖所示．
①Ni原子的價電子排布式是3d⁸4s²．
②該合金儲氫后，含1mol La的合金可吸附H₂的數(shù)目為1.806×10²⁴．
③很多不飽和有機物在Ni催化下可與H₂發(fā)生加成反應．如a．CH₂=CH₂  b．HC≡CH  c．．d．HCHO，其中碳原子采取sp²雜化的分子有a、c、d（填字母）．
（2）疊氮化鈉（NaN₃）是一種無色晶體，廣泛用于汽車安全氣囊及化工合成等．常見的兩種制備方法為：
2NaNH₂+N₂O═NaN₃+NaOH+NH₃   
3NaNH₂+NaNO₃═NaN₃+3NaOH+NH₃↑
①NH₃沸點（-33.34℃）比N₂O沸點（-88.49℃）高，其主要原因是：NH₃分子間存在氫鍵．
②與N₂O互為等電子體的微粒CNO^-和N^3-等．
③依據(jù)價層電子對互斥理論，NO₃^-空間構型呈平面三角形．

Answer 1

分析 （1）①Ni原子在周期表中位于第4周期，VIII族，其價電子排布式為3d⁸4s²；
②根據(jù)晶胞結構，對于立方晶胞，頂點粒子占$\frac{1}{8}$，面心粒子占$\frac{1}{2}$，棱上粒子占$\frac{1}{4}$，據(jù)此計算；
③根據(jù)有機物的空間構型判斷其中C原子的雜化方式；
（2）①NH₃沸點（-33.34℃）比N₂O沸點（-88.49℃）高，二者同為分子晶體，考慮NH₃分子間存在氫鍵，氫鍵作用力大于范德華力，使沸點異常升高；
②求等電子體通常采用的方法是上下左右平移元素，同時調電子數(shù)求得；
③根據(jù)VSEPR理論和雜化軌道理論判斷NO₃^-空間構型．

解答 解：（1）①Ni原子在周期表中位于第4周期，VIII族，其價電子排布式為3d⁸4s²，
故答案為：3d⁸4s²；
②根據(jù)晶胞結構，對于立方晶胞，頂點粒子占$\frac{1}{8}$，面心粒子占$\frac{1}{2}$，棱上粒子占$\frac{1}{4}$，則晶胞中含有的H₂的數(shù)目為$8×\frac{1}{4}+2×\frac{1}{2}$=3，含有La的數(shù)目為$8×\frac{1}{8}$=1，則含1mol La的合金可吸附H₂的數(shù)目為3×6.02×10²³=1.806×10²⁴，
故答案為：1.806×10²⁴；
③根據(jù)有機物的空間構型判斷其中C原子的雜化方式，
a．乙烯CH₂=CH₂  的空間結構為平面型，C的雜化方式為sp²，故a選；
b．乙炔HC≡CH  的空間構型為直線型，C的雜化方式為sp，故b不選；
c．苯的空間構型為平面型，C的雜化方式為sp²，故c選；
d．甲醛HCHO的空間構型為平面型，C的雜化方式為sp²，故d選；
故答案為：a、c、d；
（2）①NH₃沸點（-33.34℃）比N₂O沸點（-88.49℃）高，二者同為分子晶體，考慮NH₃分子間存在氫鍵，氫鍵作用力大于范德華力，使沸點異常升高，其主要原因是：NH₃分子間存在氫鍵，
故答案為：NH₃分子間存在氫鍵；
②等電子體是指原子數(shù)目相同，價電子數(shù)目也相同的微粒，則與N₂O互為等電子體的微粒有CNO^-和N^3-等，
故答案為：CNO^-；N^3-；
③對于NO₃^-，根據(jù)VSEPR理論和雜化軌道理論，中心N原子的配位原子數(shù)BP=3，孤電子對數(shù)為LP=$\frac{5-2×3+1}{2}$=0，則價電子對數(shù)為VP=BP+LP=3+0=3，根據(jù)雜化軌道理論，中心N原子的雜化方式為sp²，則空間構型呈平面三角形，
故答案為：平面三角．

點評 本題主要考察物質結構知識，包含價電子排布式的書寫，晶胞的計算，雜化方式的判斷，氫鍵的性質，價層電子對互斥理論判斷分子空間構型，涉及的知識點均為高頻考點，題目難度不大，是基礎題．