Question

【題目】鉻、鐵、鈷、銅等金屬及其化合物在工業(yè)上有重要用途。請(qǐng)回答：

（1）基態(tài)鉻原子的價(jià)電子排布圖為___________。

（2）CrO2Cl2和NaClO均可作化工生產(chǎn)的氧化劑或氯化劑。制備CrO2Cl2的反應(yīng)為K2Cr2O2+3CCl4＝2KCl +2CrO2Cl2+3COCl2↑。

①上述反應(yīng)式中非金屬元素電負(fù)性由大到小的順序是__________（用元素符號(hào)表示）。

②常溫時(shí)CrO2Cl2是一種易溶于CCl4的液體，則固態(tài)CrO2Cl2屬于__________晶體。

③配合物CrCl3·6H2O中心離子Cr3+的配位數(shù)為6，向含0.1molCrCl3·6H2O 的溶液中滴加2mol·L-1AgNO3溶液，反應(yīng)完全后共消耗AgNO3溶液50mL，則配離子的化學(xué)式為___________。

（3）Co3+與NO2―形成的配合物與K+生成黃色沉淀檢驗(yàn)溶液中的K+。配體NO2―的立體構(gòu)型為__________，某常見(jiàn)氣體化合物為NO2―的等電子體，該化合物的分子式為__________。

（4）氯和鉀與+2價(jià)的銅可生成一種催化乙炔聚合反應(yīng)的化合物，其陰離子為無(wú)限長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)(如下圖)，a位置上Cl原子的雜化軌道類型為________雜化，這種化合物的化學(xué)式為_________

（5）鐵和氨氣在640 ℃可發(fā)生置換反應(yīng)，產(chǎn)物之一的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____。若兩個(gè)最近的Fe原子間的距離為a cm，則該晶體的密度是_____g/cm3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。

Answer 1

【答案】 O＞Cl＞C 分子 [Cr（H2O）4Cl2]+ V形 SO2 sp3 KCuCl3 8Fe+3NH32Fe4N+3H2

【解析】

(1)Cr是24號(hào)元素，其3d、4s電子為其價(jià)電子，3d、4s能級(jí)上分別含有5、1個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)基態(tài)鉻原子的價(jià)電子排布式，再寫(xiě)出價(jià)電子排布圖；

(2)①同周期元素從左到右電負(fù)性逐漸增大，同主族元素從上到小電負(fù)性逐漸減小；

②分子晶體熔沸點(diǎn)較低；

③作為配體的Cl-則不能跟Ag+反應(yīng)，可算出配體中Cl-數(shù)，再根據(jù)配位數(shù)為6寫(xiě)出H2O分子中的配體數(shù)目；

(3)NO2-中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+=3，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷N原子雜化類型，推斷其立體構(gòu)型；與NO2-互為等電子體的微粒中含有3個(gè)原子、18個(gè)價(jià)電子；

(4)a位置上Cl原子成2個(gè)單鍵，含有2對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為4，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷氯原子雜化方式；化合物中銅為+2價(jià)，Cu2+與Cl-形成的配合離子中Cl-數(shù)目為2+2×=3，則陰離子構(gòu)成為[CuCl3]-，根據(jù)各元素化合價(jià)的代數(shù)和為0確定化學(xué)式；

(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)利用均攤法確定晶體的化學(xué)式。兩個(gè)最近的Fe原子間的距離為面心到頂點(diǎn)的距離，利用該距離求出晶胞邊長(zhǎng)，從而求出晶胞體積，然后再計(jì)算密度。

(1)Cr是24號(hào)元素，其3d、4s電子為其價(jià)電子，3d、4s能級(jí)上分別含有5、1個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)基態(tài)鉻原子的價(jià)電子排布式為3d54s1，則價(jià)電子排布圖為；

(2)①反應(yīng)式中非金屬元素有三種：O、C、Cl，CCl4中C表現(xiàn)正化合價(jià)、Cl表現(xiàn)負(fù)化合價(jià)，NaClO中Cl為+1價(jià)，O為-2價(jià)，電負(fù)性越大，對(duì)鍵合電子吸引力越大，元素相互化合時(shí)該元素表現(xiàn)負(fù)價(jià)，故電負(fù)性：O＞Cl＞C；

②分子晶體熔沸點(diǎn)較低，該物質(zhì)的熔沸點(diǎn)較低，所以為分子晶體；

③經(jīng)過(guò)計(jì)算Ag+物質(zhì)的量0.1mol，說(shuō)明該物質(zhì)有0.1mol的Cl-不是配體，配體中Cl-為0.2mol，所以有2個(gè)Cl-為配體，因此H2O中有4個(gè)分子為配體，配離子的化學(xué)式為：[Cr(H2O)4Cl2]+；

(3)NO2-中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+=3，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷N原子雜化類型為sp2，則配體NO2―的立體構(gòu)型為V型；與NO2-互為等電子體的微粒中含有3個(gè)原子、18個(gè)價(jià)電子，與該離子互為等電子體的有SO2、O3等；

(4)a位置上Cl原子成2個(gè)單鍵，含有2對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為4，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷氯原子雜化軌道類型為sp3；化合物中銅為+2價(jià)，Cu2+與Cl-形成的配合離子中Cl-數(shù)目為2+2×=3，則陰離子構(gòu)成為[CuCl3]-，與K+組成的化合物化學(xué)式為KCuCl3；

(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，Fe原子位于頂點(diǎn)和面心，所含的原子的數(shù)目為8×+6×=4，N原子位于體心，共有1個(gè)，故化學(xué)式為Fe4N，由此可寫(xiě)出該置換反應(yīng)的化學(xué)方程式為8Fe+3NH32Fe4N+3H2；兩個(gè)最近的Fe原子間的距離為頂點(diǎn)到面心的距離，該距離為acm，則面對(duì)角線的距離為2acm，晶胞邊長(zhǎng)為acm，晶胞體積V=2a3cm．該晶胞的質(zhì)量m=M=，故該晶胞的密度ρ== gcm3=gcm3。