2018年11月《物理评论快报》报道了艾姆斯实验室制造的包含钙、钾、铁和砷以及少量镍的Ca...

2018年11月《物理评论快报》报道了艾姆斯实验室制造的包含钙、钾、铁和砷以及少量镍的CaK(Fe1-xNix)4As4新型化合物材料，呈现出被称为刺猬自旋新磁态。有助于更好理解磁性与非常规超导性之间的联系。回答下列问题：

（1）基态镍原子的电子排布式为[Ar]______________；上述材料中所含元素的基态原子中，未成对电子数最多的是___________(填元素符号)。

（2）铁及其离子易形成配离子，如[Fe(CN)6]3－、[Fe(CN)6]4－、Fe(CO)5等。所包括的非金属元素中第一电离能最大的是__________（填元素符号）；

（3）K3AsO3可用于碘的微量分析。

①K+的焰色反应呈紫色，金属元素能产生焰色实验的微观原因为____________。

②AsO33-的立体构型为________，写出一种与其互为等电子体的分子________

（填化学式）。

（4）Ni与Ca处于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属Ni的熔点和沸点均比金属Ca的高，其原因为___________。

（5）①金属镍的原子堆积方式如图所示，则金属镍晶胞俯视图为____。

A．　　 B．　　 C．　　 D．

②某砷镍合金的晶胞如图所示，设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度ρ＝_____g·cm－3。

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2018年11月《物理评论快报》报道了艾姆斯实验室制造的包含钙、钾、铁和砷以及少量镍的CaK(Fe1-xNix)4As4新型化合物材料，呈现出被称为刺猬自旋新磁态。有助于更好理解磁性与非常规超导性之间的联系。回答下列问题：

（1）基态镍原子的电子排布式为[Ar]______________；上述材料中所含元素的基态原子中，未成对电子数最多的是___________(填元素符号)。

（2）铁及其离子易形成配离子，如[Fe(CN)6]3－、[Fe(CN)6]4－、Fe(CO)5等。所包括的非金属元素中第一电离能最大的是__________（填元素符号）；

（3）K3AsO3可用于碘的微量分析。

①K+的焰色反应呈紫色，金属元素能产生焰色实验的微观原因为____________。

②AsO33-的立体构型为________，写出一种与其互为等电子体的分子________

（填化学式）。

（4）Ni与Ca处于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属Ni的熔点和沸点均比金属Ca的高，其原因为___________。

（5）①金属镍的原子堆积方式如图所示，则金属镍晶胞俯视图为____。

A．　　 B．　　 C．　　 D．

②某砷镍合金的晶胞如图所示，设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度ρ＝_____g·cm－3。

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最近一期《物理评论快报》报道了科学家成功制备了包含钙钾、铁和砷以及少量镍的CaK(Fe1-xNix)4As4新型化合物材料。

回答下列问题：

(1)基态镍原子的电子排布式为[Ar]______________________；上述材料中所含元素的基态原子中，未成对电子数最多的是___________(填元素符号)。

(2)AsCl3分子中砷的杂化类型是___________；AsO43－的空间构型是___________。

(3)电子亲和能是反映元素性质的参数之一，电子亲和能指基态气态原子得1个电子形成负一价阴离子时释放的能量(kJ·mol－1)，第四周期主族元素Ga、Ge、As、Se、Br的电子亲和能大小变化如图所示。砷的电子亲和能“突变”的主要原因是_________________________________。

(4)铁及其离子易形成配离子，如[Fe(CN)6]3－、[Fe(CN)6]4－、Fe(CO)5等。配位原子提供孤电子对的能力与元素的电负性大小有关，电负性越大，其原子不容易提供孤电子对，则Fe(CO)5中提供孤电子对的原子是__ (填元素符号)；与CO互为等电子体的分子是___________。

(5)已知：CaO、K2S的熔点分别为2572℃、840℃，二者熔点差异的主要原因是___________。

(6)氧化镍晶胞如图1所示，单原子层氧化镍的结构如图2所示。

①图1中，原子坐标参数：A(0，0，0)、B(，0，)，则C原子的坐标参数为___________。

②图2中，已知氧离子半径为apm(忽略镍离子半径)，NA是阿伏加德罗常数的值。每平方米含氧化镍的质量为___________g。(提示：将图2中氧离子切割成正六边形作最小基元)

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最近一期《物理评论快报》报道了科学家成功制备了包含钙(Ca)、钾(K)、铁(Fe)和砷(As)以及少量镍(Ni)的新型化合物材料[CaK(Fe1-x一Nix)4As4）．回答下列问题：

（1）基态镍原子的价层电子排布式为________，基态砷原子最高能级的电子云有________个伸展方向．

（2）亚铁氰化钾｛K4[Fe(CN)6]}是食盐中广泛使用的抗结剂，化学式中涉及的所有元素的笫一电离能由小到大的顺序为________，[Fe(CN)6]4-中，铁提供的空轨道数目为________，气态化合物X与CN一互为等电子体，则X的化学式为________．

（3）AsCl3分子中砷的杂化类型为________；其空间构型为________。

（4）已知：CaO、K2S的熔点分别为2572℃、840℃,二者熔点差异的主要原因是________。

（5）镍和硫形成的某晶体．其晶胞如图所示．巳知该晶体密度为dg•cm-3，NA为阿伏加德罗常数的值。则Ni、S原子最短核间距(D)为________________cm。

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2018年11月《Nature Energy》报道了巾科院大连化学物理研究所科学家用Ni- BaH2 /Al2O3、Ni- LiH等作催化剂，实现了在常压、100-300℃的条件下合成氨。

（1）在元素周期表中，氧和与其相邻且同周期的两种元素的第一电离能由大到小的顺序为 __ ；基态Ni2+的核外电子排布式为 ___，若该离子核外电子空间运动状态有15种，则该离子处于 ___（填“基”或“激发”）态。

（2）氨在粮食生产、国防中有着无可替代的地位，也是重要的化工原料，可用于合成氨基酸、硝酸、TNT等。甘氨酸（NH2CH2COOH）是组成最简单的氨基酸，熔点为182℃，沸点为233℃。

①硝酸溶液中NO3⁻的空间构型为____。

②甘氨酸中N原子的杂化类型为____，分子中σ键与π键的个数比为____，晶体类型是 ___，其熔点、沸点远高于相对分子质量几乎相等的丙酸（熔点为-2l℃，沸点为141℃）的主要原因：一是甘氨酸能形成内盐；二是____。

（3）NH3分子中的键角为107°，但在[Cu(NH3)4]2+离子中NH3分子的键角如图l所示，导致这种变化的原因是____

（4）亚氨基锂（Li2NH）是一种储氢容量高、安全性能好的固体储氢材料，其晶胞结构如图2所示，若晶胞参数为d pm，密度为ρg/cm3，则阿伏加德罗常数NA=____（列出表达式）mol-l。

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2018 年 11 月《Nature Energy》报道了中科院大连化学物理研究所科学家用 Ni－BaH2/Al2O3、Ni－LiH 等作催化剂，实现了在常压、100~300℃的条件下合成氨。

(1)在元素周期表中，Li、O、H 三种元素的电负性由大到小的顺序为___________；Al 原子核外电子空间运动状态有 8 种，则该原子处于____(填“基态”或“激发态”)。

(2)氨在粮食生产、国防中有着无可替代的地位，也是重要的化工原料，可用于合成氨基酸、硝酸、TNT等。甘氨酸(NH2CH2COOH)是组成最简单的氨基酸，熔点为 182℃，沸点为 233℃。

①硝酸溶液中 NO3‑的空间构型为__________　　　 。

②甘氨酸中 N 原子的杂化类型为 ________，分子中σ键与π键的个数比为_________；其熔点、沸点远高于相对分子质量几乎相等的丙酸(熔点为－21℃，沸点为 141℃)的主要原因：一是甘氨酸能形成内盐，二是______________。

(3)[Cu(NH3)4]2+在实验室中制备方法如下：向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续添加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，请写出蓝色沉淀溶解得到深蓝色溶液的离子方程式___________________。

(4)X－射线衍射分析表明，由 Ni 元素形成的化合物 Mg2NiH4 的立方晶胞如图所示，其面心和顶点均被 Ni 原子占据，所有 Mg 原子的 Ni 配位数都相等。则 Mg 原子填入由 Ni 原子形成的 ___空隙中(填“正四面体”或“正八面体”)，填隙率是____。

(5)已知 Mg2NiH4 晶体的晶胞参数为 646.5 pm，液氢的密度为0.0708 g•cm－3。若以材料中氢的密度与液氢密度之比定义为储氢材料的储氢能力，在 Mg2NiH4 的储氢能力为____________(列出计算式即可)。

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据法国《科学与未来》杂志报道，美国科学家最近在实验室中合成了与脱氧核糖核酸(DNA)分子结构相近的苏糖核酸分子，一些专家认为这种物质包含的遗传信息，可能是第三种遗传分子。苏糖核酸简称TNA，是DNA和RNA的“近亲”，它的分子中含有苏糖。已知苏糖的结构简式为：，有关苏糖的说法不正确的是(　　)

A．苏糖能发生银镜反应

B．苏糖属于单糖

C．苏糖在一定条件下，能发生加成和取代反应

D．苏糖与葡萄糖互为同分异构体

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（7分）饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。2005年《化学教育》报道了如下实验研究：

实验一、定性研究：

①在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20mL饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液浅黄绿色褪去；

②过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其比氯水的漂白性更强；

③为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：

第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；

第二份与稀盐酸混合，立即产生大量无色气体；

将第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。 经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO₂。请回答：

（1）反应后所得的溶液漂白性增强的原因是________。

（2）依据上述实验可推知：②的滤液中的溶质除CaCl₂、HClO外，还含有的溶质的化学式为________。

实验二、定量研究：

在圆底烧瓶底部，有一用塑料网包住的过量块状碳酸钙和150mL饱和氯水，按如图所示装置实验，待不再产生气泡后，将塑料网中剩余的石灰石提出液面，密封后再加热、煮沸烧瓶中的液体，直到量筒中的气体不再增加。

请回答：

（3）实验结束后检测量筒收集到的气体除CO₂外还混有O₂，请写出I中产生O₂的化学反应方程式________。

（4）为减少用装置Ⅲ收集气体过程中CO₂因溶解而造 成的损失，且水槽中仍然为水，请你对装置Ⅲ进行改进，最简单的方法是。

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(14分)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(混有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N2压强1.0×105 Pa、反应时间3 h)：

相应的热化学方程式如下：N2(g)+3H2O(1)==2NH3(g)+ O2(g)　 △H＝+765.2 kJ/mol　 (I)

请回答下列问题：

(1)请在方框内的坐标系中，画出反应(I)在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。

(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3日生成量的建议：　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)写出工业上用H2和N2直接合成NH3的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　 ，设在2.0 L的密闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总物质的量之比)为4/7。计算该条件下N2的平衡转化率为　　　　　　　 ；反应的平衡常数K＝　　　　　　　　 (不要求写单位)。

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