Question

【題目】鋁及其化合物廣泛應用于金屬冶煉、有機合成等領域。

(1)鋁熱反應可以冶煉金屬鉻，Cr基態(tài)核外電子排布式為______。

(2)AlCl3可作以下反應的催化劑。

①乙酸酐分子中碳原子軌道的雜化類型為______。

②1 mol對甲基苯乙酮分子中含有的σ鍵為______。

③CH3COOH與H2O可以任意比例互溶，除因為它們都是極性分子外，還因為__________。

④單個AlCl3氣態(tài)分子的空間構型為___________，AlCl3可與Cl-形成，與互為等電子體的分子為________。

(3)某遮光劑的晶胞如圖所示，由晶胞可知n＝______。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d54s1 (或[Ar]3d54s1) sp3、sp2 20 mol CH3COOH分子能與水分子間形成氫鍵 平面三角形 CCl4(或SiCl4等其它合理答案) 6

【解析】

(1)Cr是24號元素，根據(jù)構造原理書寫其基態(tài)核外電子排布式；

(2)①根據(jù)乙酸酐中C原子形成化學鍵情況判斷C原子雜化類型；

②根據(jù)物質分子結構，結合σ鍵存在于共價單鍵、共價雙鍵、共價三鍵和配位鍵中分析；

③根據(jù)氫鍵的作用分析判斷；

④利用價層電子對互斥理論分析判斷AlCl3分子空間構型，結合等電子體概念判斷AlCl4-的等電子體；

(3)利用均攤方法計算晶胞中含有的Na+、的數(shù)目，然后根據(jù)化合物中正負電荷數(shù)目相等，計算n的值。

(1)Cr是24號元素，根據(jù)構造原理和洪特規(guī)則的特例，可得基態(tài)Cr原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d54s1(或寫為[Ar]3d54s1)；

(2)①在乙酸酐中，兩個甲基C原子形成4個共價單鍵，采用sp3雜化；而兩個—COO—中的C原子都采用sp2雜化類型，故乙酸酐中C原子雜化類型為sp3、sp2雜化；

②對甲基苯乙酮分子式是C9H10O，分子中的共價單鍵都是σ鍵，共價雙鍵中1個是σ鍵，1個是π鍵，苯環(huán)上含有6個碳碳σ鍵，根據(jù)對甲基苯乙酮分子結構可知：1個對甲基苯乙酮分子中，含有10個C-H鍵，3個C-C單鍵，1個C=O雙鍵和苯環(huán)上含有的6個碳碳σ鍵，含有σ鍵的數(shù)目為10+3+1+6=20，所以1 mol該物質中含有20 mol的σ鍵；

③能和水分子間形成氫鍵的物質易溶于水，CH3COOH與水分子間能形成氫鍵，所以增大了乙酸的溶解度，所以CH3COOH與H2O可以任意比例互溶，這不僅與它們都是極性分子，由極性分子構成的溶質易溶于由極性分子構成的溶劑中，還與CH3COOH分子能與水分子間形成氫鍵有關；

④單個AlCl3分子中Al原子價層電子對數(shù)=3+=3，且Al原子上不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥判斷該分子的空間構型為平面三角形；與互為等電子體的分子中含有5個原子、價電子總數(shù)是32，所以與其互為等電子體的有CCl4(或SiCl4等其它合理答案)；

(3)根據(jù)圖示可知該晶體的晶胞中含有的Na+數(shù)目為2×+4×+8×=6，含有AlFn(n-3)-的數(shù)目為1+8×=2，由于陰、陽離子所帶電荷數(shù)目相等，則6×(+1)+2[-(n-3)]=0，解得n=6。