Question

【題目】硝酸鹽被廣泛用作肥料和氧化劑。有學者最新研究發現氮在ZnFe0.4Co1.6O4上直接電化學氧化可生成硝酸鹽。回答下列問題：

(1)Fe、Co、Ni均位于元素周期表第_________族，其中基態Ni原子的核外電子排布式為_________；Zn與Co的第一電離能I1(Zn)__________(填“＜”或“＞”)I1(Co)。

(2)圖1是一種鈷(Co)金屬催化劑的結構，其中六元環上的N原子的雜化方式為_________；NH3、PH3中沸點更高的是_________，原因是_____________________________________。

(3)一種由O、Na、C1元素構成的良好的離子導體，具有反鈣鈦礦晶體結構(如圖2)，則其化學式為_______________________，設其晶胞邊長為anm，NA為阿伏加德羅常數的值，1號Na原子的坐標為(1，0.5，0.5)，則沿y軸向原點投影至x－z平面，坐標為(0.5，0.5)的原子有_______個，該晶胞的密度為_________________g·cm－3。

Answer 1

【答案】Ⅷ [Ar]3d84s2 ＞ sp2 NH3 NH3分子間能形成氫鍵 Na3OCl 3

【解析】

(1)Fe、Co、Ni均位于元素周期表的第四周期Ⅷ族，其中Ni為28號，其基態Ni原子的核外電子排布式為[Ar]3d84s2；基態Zn原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s2，d能級全充滿，較穩定，基態Co原子的核外電子排布式為[Ar]3d74s2，d能級未達到全充滿，故第一電離能I1(Zn)＞I1(Co)；

(2)鈷(Co)金屬催化劑的結構中，六元環上的N原子的雜化方式為sp2；NH3分子之間存在氫鍵，所以NH3的熔沸點在同主族元素氫化物中是反常的，所以NH3、PH3中沸點更高的是NH3；

(3)根據反鈣鈦礦晶體結構可計算出其一個晶胞中的各原子的個數，Cl：，Na：，O：，所以反鈣鈦礦的化學式為Na3OCl；晶胞中，1號Na原子的坐標為(1，0.5，0.5)，則沿y軸向原點投影至x－z平面，坐標為(0.5，0.5)的原子有：Na（0.5，0，0.5）、Na(0.5，1，0.5)、O(0.5，0.5，0.5)，共3個；晶胞邊長為a nm，即為a×10-7cm，NA為阿伏加德羅常數的值，所以該晶胞的密度為 g·cm－3。