Question

【題目】第四周期某些過渡元素在工業(yè)生產(chǎn)中有著極其重要的作用。

(1)鉻是最硬的金屬單質(zhì)，被稱為“不銹鋼的添加劑”。寫出Cr在周期表中的位置___；其原子核外電子排布的最高能層符號為___。

(2)在1molCrO5(其中Cr為＋6價)中，含有過氧鍵的數(shù)目為__。

(3)釩(23V)廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè)，被稱之為“工業(yè)的味精”。寫出釩原子價電子排布圖___；V2O5常用作SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑。SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖所示，該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為___。

(4)Ni是一種優(yōu)良的有機(jī)反應(yīng)催化劑，Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4，其中配原子是____。(填元素符號)

(5)鈦稱之為21世紀(jì)金屬，具有一定的生物功能。鈣鈦礦(CaTiO3)晶體是工業(yè)獲取鈦的重要原料。CaTiO3晶胞如圖，邊長為a=0.266nm，晶胞中Ti、Ca、O分別處于頂角、體心、面心位置。Ti與O間的最短距離為___nm，與Ti緊鄰的O個數(shù)為___。

(6)在CaTiO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，Ca處于各頂角位置，則Ti處于___位置，O處于___位置。

Answer 1

【答案】第四周期第VIB族 N 2×6.02×1023(或2NA) sp3 C 0.188 12 體心 棱心

【解析】

根據(jù)化合價之和為0 ，計算過氧鍵的數(shù)目；釩原子價電子排布式為3d34s2，結(jié)合泡利原理、洪特規(guī)則畫出價電子排布圖； S原子價層電子對個數(shù)是4且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷S原子雜化類型；C原子與O原子均含有1對孤對電子，電負(fù)性越強(qiáng)越不易提供孤對電子；Ti與O之間的最短距離為晶胞面對角線長度的一半。

(1)Cr為24號元素，在元素周期表中的位置為第四周期第ⅥB族，核外電子排布最高的能級層為第4層，為N層；

(2)過氧根中的氧的化合價為－1價，其他的氧為－2價，則可以設(shè)有x個過氧根，有y個氧離子，則根據(jù)化合物的化合價代數(shù)和為0以及原子守恒，過氧根中有2個O為-1價，則有2x×(-1)+ y×(-2)+5=0，2x+y=5，可以求得x=2，則1molCrO5中含有2mol過氧鍵，過氧鍵的數(shù)目為2×6.02×1023(或2NA)；

(3)V為23號元素，其價電子的排布為3d34s2，則其價電子排布圖為；從示意圖可以看出來，每個S原子與4個氧原子形成四面體結(jié)構(gòu)，類似于CH4，故其S原子的雜化類型為sp3；

(4) Ni(CO)4中，配位原子能夠提供電子對，其配位原子是否有孤對電子和電負(fù)性有關(guān)，O的電負(fù)性太大，不易提供電子對，而O的孤對電子配位給C原子，使得C原子一端擁有的電子較多，而且C的電負(fù)性沒有O大，易給出電子，因此配位原子是C；

(5)晶胞中Ti、Ca、O分別處于頂角、體心、面心位置。Ti與O間的最短距離為面對角線的一半，為，與Ti緊鄰的O，在Ti原子的上部有4個，在與Ti原子同平面的有4個O原子，在Ti原子的下面也有4個O原子，一共12個；

(6) CaTiO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，Ca處于各頂角位置，O與Ca在同一直線上，則O在棱上；Ti在Ca形成的六面體的中心，則Ti為體心，所以Ti處于體心，O處于棱心位置。