Question

钒和镍及其化合物是重要的催化剂和合金材料。

（1）基态V原子的价层电子排布式为________，其中排布时能量最高的电子所占据能级的原子轨道有________个仲展方向。

（2）VO²⁺与可形成配合物。中，三种非金属原子的第一电离能由大到小的顺序为________（用元素符号表示）；C原子的杂化轨道类型为_________。

（3）镍形成的[Ni(NH₃)₆]²⁺、[Ni(CN)₄]^2-中，NH₃分子中N原子的价层电子对数目为______。与CN-互为等电子体的一种分子的化学式为__________。

（4）La-Ni合金是重要的储氢材料，储氢后的晶胞如图所示。

①合金中，1个La原子周围距离最近且相等的La原子数目为_______。

②含有1mol Ni原子的合金中储存H2的物质的量为__________。

Answer

3d34s2 5 O>C>H sp2、sp3 4 N2或CO 6 0.6mol

【解析】（1）V是23号元素，核外有23个电子，基态V原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，则价层电子排布式为3d34s2；能量最高的为3d轨道，有5个伸展方向；（2）中，三种非金属原子分别为H、C、O，又是同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅱA族、第ⅴA族元素第一电离能大于其他相邻元素，同一主族从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，所以H、C、O三种非金属元素原子的第一电离能由大到小的顺序为；又由可以看出C原子分别形成单键和双键，则C原子的杂化轨道类型为sp3和sp2；

(3)NH3分子中N原子共用电子对数为3对，还有1对孤对电子对，所以NH3分子中N原子的价层电子排布对数目为4对；CN-中含有2个原子，且其价电子数是10，与CN-互为等电子体的一种分子为CO、N2等；

（4）①由晶胞可以看出1个La原子周围距离最近的La原子在顶点上，所以距离最近且相等的La原子数目为6；

②根据晶胞可以看出La原子个数为8×=1，Ni原子个数为8×+1=5，所以合金化学式为LaNi5，并且一个晶胞储存2×+8×=3个氢气分子，则1molNi原子的合金中储存H2的物质的量为mol=0.6mol。

点睛：本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及晶胞计算、等电子体、原子核外电子排布等知识点，侧重考查学生分析计算能力，难点是晶胞的计算，必须从晶胞的结构入手，结合顶点、棱、面心、体心所占比例计算得解。