Question

【題目】目前我國研制的稀土催化劑催化轉(zhuǎn)化汽車尾氣示意圖如圖：

(1)Zr原子序數(shù)為40，價(jià)電子排布式為___。圖1中屬于非極性的氣體分子是___。

(2)①氟化硼(BF3)是石油化工的重要催化劑。BF3中B-F比BF中B—F的鍵長短，原因是___。

②乙硼烷(B2H6)是用作火箭和導(dǎo)彈的高能燃料，氨硼烷(H3NBH3)是最具潛力的儲(chǔ)氫材料之一。

B2H6的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中B原子的雜化方式為___。

③H3NBH3的相對(duì)分子質(zhì)量與B2H6相差不大，但是H3NBH3的沸點(diǎn)卻比B2H6高得多，原因是__。

④硼酸鹽是重要的防火材料。圖3是硼酸鈉晶體中陰離子(含B、O、H三種元素)的結(jié)構(gòu)，該晶體中含有的化學(xué)鍵有__。

A.離子鍵 B.極性鍵 C.非極性鍵 D.配位鍵 E.金屬鍵

(3)CO與Ni可生成羰基鎳[Ni(CO)4]，已知其中鎳的化合價(jià)為0，[Ni(CO)4]的配體中配位原子是___。

(4)為了節(jié)省貴金屬并降低成本，也常用鈣鈦礦型復(fù)合氧化物作為催化劑。一種復(fù)合氧化物結(jié)構(gòu)如圖4所示，則與每個(gè)Sr2+緊鄰的O2-有___個(gè)。

(5)與Zr相鄰的41號(hào)元素Nb金屬的晶格類型為體心立方晶格(如圖5所示)，原子半徑為apm，相對(duì)原子質(zhì)量為b，阿伏加德羅常數(shù)為NA，試計(jì)算晶體鈮的密度為___g·cm-3(用來a、b、NA表示計(jì)算結(jié)果)。

Answer 1

【答案】4d25s2 O2、N2、CO2 BF3中B采用sp2雜化，BF4-中B采用sp3雜化，s軌道成分越多，電子云重疊程度越大，鍵長越短。(或BF3中除了σ鍵，還有(Π46)大π鍵) sp3 H3NBH3分子間存在氫鍵，分子間作用力更大 ABD C 12

【解析】

(1)Zr原子序數(shù)為40，原子核外有40個(gè)電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可得其基態(tài)原子的核外電子排布為[Kr]4d25s2，價(jià)電子排布為4d25s2；O2、N2均為雙原子分子構(gòu)成的氣體，屬于非極性分子，CO2分子為直線形，正負(fù)電荷中心重合，屬于非極性分子；

(2)①BF3中B原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，采用sp2雜化，BF中B原子中心價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，采用sp3雜化，s軌道成分越多，電子云重疊程度越大，鍵長越短(或BF3中除了σ鍵，還有(Π46)大π鍵)；

②據(jù)圖可知B2H6分子中每個(gè)B原子和4個(gè)氫原子形成4個(gè)σ鍵，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，所以為sp3雜化；

③N的電負(fù)性較大，所以H3NBH3分子間存在氫鍵，分子間作用力更大，沸點(diǎn)更高；

④硼酸鈉晶體中有硼酸根和鈉離子之間的離子鍵，陰離子中O原子和B原子、O原子和H原子之間存在極性鍵；B的最外層電子數(shù)為3，據(jù)圖可知部分B原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，所以其中有配位鍵，綜上所述存在離子鍵、極性鍵、配位鍵，所以選ABD；

(3)[Ni(CO)4]的配體為CO，C原子和O原子均含有孤電子對(duì)，但C的電負(fù)性較小，更容易給出電子，所以配位原子為C；

(4)Sr2+在晶胞的體心，與之緊鄰的O2-在晶胞的棱上，所以每個(gè)Sr2+緊鄰的O2-有12；

(5)體心立方堆積模型中，位于體對(duì)角線上的3個(gè)原子相切，設(shè)晶胞的棱長為r，則有=4a，解得r=a pm，則晶胞的體積V=pm3；根據(jù)均攤法晶胞中Nb原子的個(gè)數(shù)為=2，所以晶胞的質(zhì)量為g，所以晶胞密度為=g/cm3。