Question

【題目】鉻、鐵、鎳、銅等金屬及其化合物在工業上有重要用途。

（1）鉻元素基態原子的電子排布式為_________；硫酸銅溶于氨水，形成[Cu（NH3）4]SO4溶液，[Cu（NH3）4]SO4中陰離子的立體構型是______，_________接受孤對電子對；金屬銅的堆積方式為______。

（2）制備Cr2O2Cl2的反應式為K2Cr2O2+3CCl4=2KCl+2Cr2O2Cl2+3COCl2↑。

①上述化學方程式中非金屬元素電負性由小到大的順序是_____________（用元素符號表示）。

②COCl2分子中所有原子均滿足8電子構型，COCl2分子中中心原子的雜化方式為________，COCl2分子中ɑ鍵和π鍵的個數比為__________。

③NiO、FeO的晶體結構均與氯化鈉的晶體結構相同。其中Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為6.9×10-2nm和7.8×10-2nm。則熔點：NiO_________FeO（填“>”、“<”或“=”）。

（4）Cu和Ca的合金呈粉末狀，極易被氧化，其晶胞結構如圖所示：

①該晶體的化學式為_________，銅和鈣兩種金屬相比銅的熔點比鈣高，其原因是_______。

②已知該晶胞的密度為dg·cm-3，Ca半徑為r1cm，Cu半徑為r2cm，設NA為阿伏伽德羅常數，則該晶胞的空間利用率為________（用含d、r1、r2、NA的代數式表示）。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d54s1 正四面體形 Cu 面心立方最密堆積 O>Cl>C sp2 3:1 > CaCu5 銅的金屬鍵比鈣的強，銅的熔點比鈣高 (πr13+5πr23)dNA/360

【解析】（1）鉻元素的核電荷數為24，基態原子的電子排布式為[Ar]3d54s1；SO42-離子中價層電子對數為4+×（6+2-4×2）=4，孤電子對數為0，所以是正四面體體型；接受孤對電子對的是中心原子Cu；金屬銅的堆積方式為面心立方最密堆積；

（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，CrO2Cl2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；

②COCl2分子中有1個C=O鍵和2個C-Cl鍵，所以COCl2分子中σ鍵的數目為3，π鍵的數目為1，個數比3∶1，中心原子C電子對數=3+=3，故中心原子雜化方式為sp2；

③NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，說明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關，離子所帶電荷數越多，離子半徑越小，離子鍵越強，熔點越高，由于Ni2+的離子半徑小于Fe2+的離子半徑，屬于熔點是NiO＞FeO；

（4）①晶胞中Cu原子數為8×+1=5，Ca原子數為8×=1，該晶體的化學式為CaCu5；銅和鈣兩種金屬相比銅的熔點比鈣高，其原因是銅的金屬鍵比鈣的強，所以銅的熔點比鈣高；

②設晶胞邊長為acm，則晶胞的體積為a3cm3，NA個晶胞和質量為（40+64×5）=360g，晶胞的密度dg·cm-3=360g÷（a3cm3×NA）則a3cm3=cm3,該晶胞的空間利用率為(πr13+5πr23)÷a3=(πr13+5πr23)dNA/360。