Question

【題目】鋁及其化合物廣泛應(yīng)用于金屬冶煉、有機(jī)合成等領(lǐng)域。

(1)鋁熱反應(yīng)可以冶煉金屬鉻，Cr3＋基態(tài)核外電子排布式為____________________。

(2)AlCl3可作反應(yīng)的催化劑。

①1 mol對(duì)甲基苯乙酮分子中含有的σ鍵數(shù)目為__________。

②CH3COOH與H2O可以任意比例互溶，除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)?/span>_______________。

(3)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論解釋SO的鍵角大于SO的原因是_______________。

(4)某遮光劑的晶胞如圖所示，由晶胞可知n＝________。

(5)Na3[Co(NO2)6]常用作檢驗(yàn)K＋的試劑， 配位體的中心原子的雜化形式為______， 空間構(gòu)型為_____。

大π鍵可用符號(hào)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n為各原子的單電子數(shù)(形成σ鍵的電子除外)和得電子數(shù)的總和 (如苯分子中的大π鍵可表示為，則中大π鍵應(yīng)表示為__________。

(6)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，若該晶體的密度是ρg·cm－3，則兩個(gè)最近的Fe原子間的距離為______cm。(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 20NA CH3COOH分子與H2O分子間形成氫鍵 兩種離子的中心硫原子均為sp3雜化， 中沒(méi)有孤對(duì)電子，有一個(gè)孤對(duì)電子，孤對(duì)電子對(duì)成鍵電子對(duì)有排斥作用，因此鍵角更小 6 sp2 V形

【解析】

根據(jù)原子的電子排布式分析其離子的價(jià)電子排布式。根據(jù)分子中原子的成鍵特點(diǎn)分析其σ鍵數(shù)目。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)分析其形成氫鍵的可能性。根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論比較不同分子中鍵角的大小關(guān)系。根據(jù)均攤法和電離守恒分析晶胞的組成及化學(xué)式，并進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。

(1)Cr為24元素，根據(jù)能量最低原理和洪特規(guī)則可知，其基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，因此， Cr3＋基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3。

(2)①對(duì)甲基苯乙酮分子中有9個(gè)C—C鍵、1個(gè)C=O鍵、10個(gè)C—H鍵，其分子中共有20個(gè)σ鍵，因此，1 mol對(duì)甲基苯乙酮分子中含有的σ鍵數(shù)目為20NA。

②若溶質(zhì)與水分子間可以形成氫鍵，則溶質(zhì)在水中的溶解度通常都會(huì)很大。由于CH3COOH與H2O的分子中均有羥基，兩者具備形成分子間氫鍵的基本條件，因此，CH3COOH與H2O可以任意比例互溶，除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)?/span>CH3COOH分子與H2O分子間形成氫鍵。

(3)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知，當(dāng)中心原子的雜化方式相同時(shí)，孤電子對(duì)越多，共價(jià)鍵的鍵角就越小。SO和SO的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，中心原子的雜化方式均為sp3雜化，前者沒(méi)有孤電子對(duì)，后者有一個(gè)孤電子對(duì)，因此， SO的鍵角大于SO的原因是：兩種離子的中心硫原子均為sp3雜化， 中沒(méi)有孤對(duì)電子，有一對(duì)孤對(duì)電子，孤對(duì)電子對(duì)成鍵電子對(duì)有排斥作用，因此鍵角更小。

(4)由該遮光劑的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，晶胞的棱邊上有4個(gè)Na+，還有10個(gè)Na+位于面上，位于晶胞的頂點(diǎn)和體心，根據(jù)均攤法可以計(jì)算出該晶胞中共有6個(gè)Na+和2個(gè)，根據(jù)電荷守恒可知，2(n-3)=6，所以n＝6。

(5)Na3[Co(NO2)6]的 配位體的中心原子為N原子，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)為(5+1)÷2=3，故其雜化形式為sp2，由于其只形成了2個(gè)σ鍵， 有一個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互拆理論可知，其空間構(gòu)型為V形。中的N原子除去形成σ鍵的2個(gè)電子和1個(gè)孤電子對(duì)外，還剩余一個(gè)p軌道的電子；每個(gè)氧原子的p軌道有兩個(gè)不成對(duì)電子，在與N原子形成一個(gè)σ鍵后，還剩余一個(gè)未成對(duì)的電子；另外帶一個(gè)單位的負(fù)電荷，說(shuō)明還得到一個(gè)電子。綜上所述，共有3個(gè)原子和4個(gè)電子參與形成了大π鍵，故其中的大π鍵應(yīng)表示為。

(6)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，該晶胞中有的Fe原子分布在頂點(diǎn)和面心，N原子在體心，根據(jù)均攤法可知，該晶胞共占有4個(gè)Fe原子和1個(gè)N原子，故其化學(xué)式為Fe4N，1mol該晶胞的質(zhì)量為(564+14)g，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為a，則1mol該晶胞的體積為NAa3。若該晶體的密度是ρg·cm－3，則ρg·cm－3，解之得a=。在該晶胞中，位于頂點(diǎn)和面心的兩個(gè)Fe原子之間的距離最近，因此兩個(gè)最近的Fe原子間的距離為面對(duì)角線(xiàn)的一半，即 cm。