Question

高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)₃](ClO₄)₂}是一种新型的起爆药。

（1）Ni能与CO形成配合物Ni(CO)₄，配体CO中提供孤电子对的是C原子，其理由可能是__；该配合物分子中σ键与π键数目之比为__。

（2）①ClO₄^-的空间构型是___。

②写出与ClO₄^-互为等电子体的一种分子和一种离子：__、__。(填化学式)

（3）化学式中CHZ为碳酰肼，其结构为，它是一种新型的环保锅炉水除氧剂。

①碳酰肼中氮元素的化合价为__，碳原子的杂化轨道类型为__。

②碳酰肼可以由碳酸二甲酯()和肼(N₂H₄)反应制得，有关的化学方程式为__。

（4）高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。

①比较次氯酸和高氯酸的酸性，并说明理由：___。

②如图为NiO晶胞，若晶胞中含有的Ni²⁺数目为a，Ni²⁺的配位数为b，NiO晶体中每个Ni²⁺距离最近的Ni²⁺数目为c，则a：b：c=__。

Answer

电负性O>C，O原子不易给出孤电子对 1:1 正四面体形 CCl4 SO42− −2 sp2 HClO4的酸性比HClO的强，HClO4中非羟基氧数目比HClO的多，HClO4中Cl的正电性更高，导致Cl−O−H中O的电子向Cl的偏移程度比HClO的大，HClO4更易电离出H+ 2:3:6

【解析】

⑴电负性越大，原子越不易提供孤电子对；Ni原子形成的4个配位键属于σ键，CO与N2互为等电子体，CO分子结构式为C≡O，CO分子中含有1个σ键、2个π键。

⑵①ClO4−的中心原子Cl原子孤电子对=，价层电子对数=0+4=4，微粒空间构型与它的VSEPR模型相同；②原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体。

⑶①N—N键使N元素表现0价，N—H价使N元素表现-1价，N—C键使N元素表现-1价；分子中碳原子形成3个σ键，杂化轨道数目为3；②碳酰肼可以由碳酸二甲酯()和肼(N2H4)反应制得，该反应属于取代反应，同时还有甲醇生成.

⑷①非羟基氧数目越多，中心元素的正电性越高，越容易电离出离子；②如均摊法计算晶胞中含有的Ni2+数目。以顶点Ni2+研究，其周围最近的氧离子处于棱心且关于镍离子对称，可知Ni2+的配位数为6．以顶点Ni2+研究，与之距离最近的Ni2+处于面心，共有12个。

(1)电负性O>C，O原子不易给出孤电子对，配体CO中提供孤电子对的是C原子。Ni原子形成的4个配位键属于σ键，CO与N2互为等电子体，CO分子结构式为C≡O，CO分子中含有1个σ键、2个π键,故Ni(CO)4中含有8个σ键、8个π键，σ键与π键数目之比为8:8=1:1；故答案为：电负性O>C，O原子不易给出孤电子对；1:1。

(2)①ClO4−的中心原子Cl原子孤电子对，价层电子对数=0+4=4，微粒空间构型与它的VSEPR模型相同为正四面体形；故答案为：正四面体形。

②原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体。与ClO4−互为等电子体的一种分子和一种离子可以是：CCl4、SO42−等；故答案为：CCl4、SO42−。

(3)①N−N键使N元素表现0价，N−H价使N元素表现−1价，N−C键使N元素表现−1价，故碳酰肼中氮元素的化合价为−2价；分子中碳原子形成3个σ键，杂化轨道数目为3,故碳原子采取sp2杂化；故答案为：−2；sp2。

②碳酰肼可以由碳酸二甲酯()和肼(N2H4)反应制得,该反应属于取代反应,同时还有甲醇生成,反应方程式为：;故答案为：.

(4)①HClO4中非羟基氧数目比HClO的多，HClO4中Cl的正电性更高，导致Cl−O−H中O的电子向Cl的偏移程度比HClO的大，HClO4更易电离出H+，故酸性：HClO4>HClO；故答案为：HClO4的酸性比HClO的强，HClO4中非羟基氧数目比HClO的多，HClO4中Cl的正电性更高，导致Cl−O−H中O的电子向Cl的偏移程度比HClO的大，HClO4更易电离出H+。

②晶胞中含有的Ni2+数目，以顶点Ni2+研究，其周围最近的氧离子处于棱心且关于镍离子对称，可知Ni2+的配位数为6，以顶点Ni2+研究，与之距离最近的Ni2+处于面心，顶点为8个晶胞共用、面心为2个晶胞共用，故共有3×82=12个，则a:b:c=4:6:12=2:3:6；故答案为：2:3:6。