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(9分)88.1克某過渡金屬元素M同134.4升(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)一氧化碳完全反應(yīng)生成反磁性四配位絡(luò)合物。該配合物在一定條件下跟氧反應(yīng)生成與NaCl屬同一晶型的氧化物。

13-1  推斷該金屬是什么;

13-2  在一定溫度下MO可在三氧化二鋁表面自發(fā)地分散并形成“單分子層”。理論上可以計(jì)算單層分散量,實(shí)驗(yàn)上亦能測定。(a)說明MO在三氧化二鋁表面能自發(fā)分散的主要原因。(b) 三氧化二鋁表面上鋁離子的配位是不飽和的。MO中的氧離子在三氧化二鋁表面上形成密置單層。畫出此模型的圖形;計(jì)算MO在三氧化二鋁(比表面為178 m2/g)表面上的最大單層分散量(g/m2)(氧離子的半徑為140 pm)。

13-1   (88.1g/MM):(134.4 L/22.4 L?mol-1)= 1 : 4   (1分)

MM=58.7 g?mol-1    M是 Ni                 (1分)          (共2分)

13-2  (a)主要原因是混亂度(熵)增加了(從表面化學(xué)鍵角度討論焓變、熵變和自由能變化也可)。                                                     (1分)

(b)氧離子在氧化鋁表面作密置單層排列,鎳離子有規(guī)律地填入三角形空隙(圖)。

    

(密置層1分,填隙1分,共2分)

1個“NiO”截面:(2rO2-)2 sin120o=(2×140×10-12m)2 sin120o =6.79×10-20 m2     

(2分)

1m2Al2O3表面可鋪NiO數(shù):1 m2/6.79×10-20 m2 = 1.47×1019     (1分)

相當(dāng)于: 74.7 g?mol-1×1.47×1019 m-2 ÷ 6.022×1023 mol-1 =1.82×10-3 g(NiO)/m2(Al2O3)(1分)           (共4分)

將1個“NiO”截面算成6.78×10-20 m2,相應(yīng)的1m2Al2O3表面可鋪NiO數(shù)為1.48×1019,不扣分。

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