10.元素周期表中第四周期元素由于受3d電子的影響,性質(zhì)的遞變規(guī)律與短周期元素略有不同.
(1)第四周期過渡元素的明顯特征是形成多種多樣的配合物.
①CO可以和很多過渡金屬形成配合物,如羰基鐵[Fe(CO)5]、羰基鎳[Ni(CO)4].CO分子中C原子上有一對孤對電子,C、O原子都符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè),與CO互為等電子體的離子為CN-(填化學式).
②金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱,生成液態(tài)Ni(CO)4分子.423K時,Ni(CO)4分解為Ni和CO,從而制得高純度的Ni粉.試推測Ni(CO)4易溶于下列bc.
a.水       b.四氯化碳       c.苯       d.硫酸鎳溶液
(2)第四周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大,總趨勢是逐漸增大的.鎵的基態(tài)原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p1,Ga的第一電離能卻明顯低于Zn,原因是Zn原子的價電子排布式為3d104s2,體系的能量較低,原子較穩(wěn)定,故Zn的第一電離能大于Ga.
(3)用價層電子對互斥理論預測H2Se和BBr3的立體結(jié)構(gòu),兩個結(jié)論都正確的是d.
a.直線形;三角錐形      b.V形;三角錐形   c.直線形;平面三角形    d.V形;平面三角形
(4)2007年諾貝爾化學獎獲得者Gerhard  Ertl利用光電子能譜證實:潔凈鐵(可用于合成氨反應的催化劑)的表面上存在氮原子,如圖為氮原子在鐵的晶面上的單層附著局部示意圖(圖中小黑色球代表氮原子,灰色球代表鐵原子).則在圖示狀況下,鐵顆粒表面上$\frac{N}{Fe}$原子數(shù)比值的最大值為1:2.

分析 (1)①CO分子中C原子上有一對孤對電子,C、O原子都符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則C、O之間為三鍵;等電子體中原子數(shù)和價電子數(shù)都相同;
②根據(jù)相似相溶原理分析;
(2)根據(jù)核外電子排布式的書寫規(guī)則書寫;根據(jù)價電子排布判斷電離能的大。
(3)根據(jù)價層電子對互斥理論來判斷;
(4)根據(jù)氮原子在鐵的晶面上的單層附著局部示意圖可以看出,每個鐵原子周圍有2個氮原子,而每個氮原子周圍有4個鐵原子,據(jù)此答題.

解答 解:(1)①CO分子中C原子上有一對孤對電子,C、O原子都符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè),等電子體中原子數(shù)和價電子數(shù)都相同,則 N2、CN-、CO的原子數(shù)都是2,價電子數(shù)都是10,則互為等電子體,
故答案為:C≡O(shè);CN-;
②Ni(CO)4中Ni采取SP3雜化,是正四面體結(jié)構(gòu),所以屬于非極性分子,根據(jù)相似相溶原理,非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑,苯和四氯化碳是非極性分子,所以Ni(CO)4易溶于苯和四氯化碳,
故答案為:bc;
(2)鎵是31號元素,該原子核外有31個電子,4S能級能量小于3d能級能量,根據(jù)能量最低原理,電子先排4s能級后排3d能級,所以銅的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1;Zn原子的價電子排布式為3d104s2,價電子中3d、4s軌道為全充滿狀態(tài),原子較穩(wěn)定,故Zn的第一電離能大于Ga,
故答案為:1s22s22p63s23p63d104s24p1;Zn原子的價電子排布式為3d104s2,體系的能量較低,原子較穩(wěn)定,故Zn的第一電離能大于Ga;
(3)H2S分子的中心原子S原子上含有2個σ 鍵,中心原子上的孤電子對數(shù)=$\frac{6+1×2}{2}$=4,所以硫化氫分子的VSEPR模型是四面體型,略去孤電子對后,實際上其空間構(gòu)型是V型;
BF3分子的中心原子B原子上含有3個σ 鍵,中心原子上的孤電子對數(shù)=$\frac{3+1×3}{2}$=3,所以BF3分子的VSEPR模型是平面三角型,中心原子上沒有孤對電子,所以其空間構(gòu)型就是平面三角形.
故選:d;
(4)根據(jù)氮原子在鐵的晶面上的單層附著局部示意圖可以看出,每個鐵原子周圍有2個氮原子,而每個氮原子周圍有4個鐵原子,所以對于某個氮原子來講,屬于這個氮原子的鐵原子數(shù)為4×$\frac{1}{2}$=2,所以氮原子與鐵原子的個數(shù)比為1:2,
故答案為:1:2.

點評 本題考查物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),注重對電子排布式、等電子體、電離能、價層電子對互斥理論等考點的訓練,難度中等.

練習冊系列答案
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I.反應原理:2KOH+FeCl2+2C5H6→(C5H5)Fe+2KCl+2H2O
                (環(huán)戊二稀)(二茂鐵)

Ⅱ.實驗裝置

Ⅲ.實驗步驟
步驟l.在三頸燒瓶中加入25g粉末狀的KOH,并從儀器a中加入60mL無水乙醚到燒瓶中,充分攪拌,同時通氮氣約10min(圖l).
步驟2.再從儀器a滴入5.5mL新蒸餾的環(huán)戊二烯,攪拌.
步驟3.將6.5g無水FeCl2與(CH32SO(二甲亞砜)配成的溶液裝入儀器a中,慢慢滴入燒瓶中,45min滴完,繼續(xù)攪拌45min.
步驟4.再從儀器a加入25mL無水乙醚攪拌.
步驟5.將燒瓶中的液體轉(zhuǎn)入分液漏斗,依次用鹽酸、水各洗滌兩次,分液得橙黃色溶液.
步驟6.蒸發(fā)橙黃色溶液,得二茂鐵粗產(chǎn)品.
步驟7.粗產(chǎn)品升華提純(圖2)
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(2)步驟l中通入氮氣的目的是排盡裝置中空氣,防止實驗過程中亞鐵離子被氧化.
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A.直接將二茂鐵乙醚溶液從分液漏斗上口倒出
B.直接將二茂鐵乙醚溶液從分液漏斗下口放出
C.先將水層從分液漏斗的下口放出,再將二茂鐵乙醚溶液從下口放出
D.先將水層從分液漏斗的下口放出,再將二茂鐵乙醚溶液從上口倒出
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