Question

【題目】鉻、鐵、鈷、銅等金屬及其化合物在工業上有重要用途。請回答：

（1）基態鉻原子的價電子排布圖為___________。

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

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

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

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

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

（4）氯和鉀與+2價的銅可生成一種催化乙炔聚合反應的化合物，其陰離子為無限長鏈結構(如下圖)，a位置上Cl原子的雜化軌道類型為________雜化，這種化合物的化學式為_________

（5）鐵和氨氣在640 ℃可發生置換反應，產物之一的晶胞結構如圖所示，寫出該反應的化學方程式：_____。若兩個最近的Fe原子間的距離為a cm，則該晶體的密度是_____g/cm3(設阿伏加德羅常數的值為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號元素，其3d、4s電子為其價電子，3d、4s能級上分別含有5、1個電子，根據構造原理書寫基態鉻原子的價電子排布式，再寫出價電子排布圖；

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

②分子晶體熔沸點較低；

③作為配體的Cl-則不能跟Ag+反應，可算出配體中Cl-數，再根據配位數為6寫出H2O分子中的配體數目；

(3)NO2-中N原子價層電子對個數=2+=3，根據價層電子對互斥理論判斷N原子雜化類型，推斷其立體構型；與NO2-互為等電子體的微粒中含有3個原子、18個價電子；

(4)a位置上Cl原子成2個單鍵，含有2對孤對電子，雜化軌道數為4，根據價層電子對互斥理論判斷氯原子雜化方式；化合物中銅為+2價，Cu2+與Cl-形成的配合離子中Cl-數目為2+2×=3，則陰離子構成為[CuCl3]-，根據各元素化合價的代數和為0確定化學式；

(5)根據晶胞結構利用均攤法確定晶體的化學式。兩個最近的Fe原子間的距離為面心到頂點的距離，利用該距離求出晶胞邊長，從而求出晶胞體積，然后再計算密度。

(1)Cr是24號元素，其3d、4s電子為其價電子，3d、4s能級上分別含有5、1個電子，根據構造原理書寫基態鉻原子的價電子排布式為3d54s1，則價電子排布圖為；

(2)①反應式中非金屬元素有三種：O、C、Cl，CCl4中C表現正化合價、Cl表現負化合價，NaClO中Cl為+1價，O為-2價，電負性越大，對鍵合電子吸引力越大，元素相互化合時該元素表現負價，故電負性：O＞Cl＞C；

②分子晶體熔沸點較低，該物質的熔沸點較低，所以為分子晶體；

③經過計算Ag+物質的量0.1mol，說明該物質有0.1mol的Cl-不是配體，配體中Cl-為0.2mol，所以有2個Cl-為配體，因此H2O中有4個分子為配體，配離子的化學式為：[Cr(H2O)4Cl2]+；

(3)NO2-中N原子價層電子對個數=2+=3，根據價層電子對互斥理論判斷N原子雜化類型為sp2，則配體NO2―的立體構型為V型；與NO2-互為等電子體的微粒中含有3個原子、18個價電子，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個單鍵，含有2對孤對電子，雜化軌道數為4，根據價層電子對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，Cu2+與Cl-形成的配合離子中Cl-數目為2+2×=3，則陰離子構成為[CuCl3]-，與K+組成的化合物化學式為KCuCl3；

(5)根據晶胞結構，Fe原子位于頂點和面心，所含的原子的數目為8×+6×=4，N原子位于體心，共有1個，故化學式為Fe4N，由此可寫出該置換反應的化學方程式為8Fe+3NH32Fe4N+3H2；兩個最近的Fe原子間的距離為頂點到面心的距離，該距離為acm，則面對角線的距離為2acm，晶胞邊長為acm，晶胞體積V=2a3cm．該晶胞的質量m=M=，故該晶胞的密度ρ== gcm3=gcm3。