Question

12．鉻、鐵、鎳、銅等金屬及其化合物在工業(yè)上有重要用途．
（1）基態(tài)鉻原子的價(jià)電子排布式為3d⁵4s¹．
（2）CrO₂Cl₂和NaClO均可作化工生產(chǎn)的氧化劑或氯化劑．制備CrO₂Cl₂的反應(yīng)為K₂Cr₂O₇+3CCl₄═2KCl+2CrO₂Cl₂+3COCl₂↑．
①上述反應(yīng)式中非金屬元素電負(fù)性由大到小的順序是O＞Cl＞C（用元素符號表示）．
②常溫下CrO₂Cl₂是一種易溶于CCl₄的液體，則固態(tài)CrO₂Cl₂屬于分子晶體．
③COCl₂分子中所有原子均滿足8電子結(jié)構(gòu)，則COCl₂分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為3：1．
（3）NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)均與氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)相同，其中Ni²⁺和Fe²⁺的半徑分別為6.9×10^-2 nm和7.8×10^-2 nm，則熔點(diǎn)：NiO＞FeO（填“＜”、“=”或“＞”）；NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為6、6．
（4）CuCl的鹽酸溶液能吸收CO生成復(fù)合物氯化羰基亞銅[Cu₂Cl₂（CO）₂•2H₂O]，其結(jié)構(gòu)如圖．下列說法不正確的是AC（填字母序號）．
A．該復(fù)合物中只含有離子鍵、配位鍵
B．該復(fù)合物中Cl原子的雜化類型為sp³
C．該復(fù)合物中只有CO和H₂O作為配位體
D．CO與N₂的價(jià)電子總數(shù)相同，其結(jié)構(gòu)為C≡O(shè)
（5）Cu₂O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，則該晶胞中有16個(gè)銅原子．Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a=0.405nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為12，列式表示Al單質(zhì)的密度$\frac{\frac{27}{{N}_{A}}×4}{（4.05×1{0}^{-7}）^{3}}$ g•cm^-3（阿伏加德羅常數(shù)數(shù)值為6.02×10²³，鋁的相對原子質(zhì)量為27）．

Answer 1

分析 （1）Cr是24號元素，其3d、4s電子為其價(jià)電子，3d、4s能級上分別含有5、1個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫基態(tài)鉻原子的價(jià)電子排布式；
（2）①同周期元素從左到右電負(fù)性逐漸增大，同主族元素從上到小電負(fù)性逐漸減��；
②分子晶體熔沸點(diǎn)較低；
③共價(jià)單鍵只含σ鍵，共價(jià)雙鍵中含有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵；
（3）NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)均與氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)相同，其中Ni²⁺和Fe²⁺的半徑分別為6.9×10^-2 nm和7.8×10^-2 nm，NiO和FeO都是離子晶體，其熔沸點(diǎn)與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比；
NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為6、6；
（4）A．陰陽離子之間存在離子鍵、非金屬元素之間存在共價(jià)鍵，含有空軌道和含有孤電子對的原子之間存在配位鍵，水分子之間存在氫鍵；
B．該復(fù)合物中Cl原子1個(gè)共用電子對和3個(gè)孤電子對，所以其價(jià)層電子對個(gè)數(shù)是4，根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論判斷Cl的雜化類型；
C．該復(fù)合物中Cl、CO和H₂O為配位體；
D．CO與N₂的價(jià)電子總數(shù)相同，為等電子體，等電子體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似；
（5）該晶胞中O離子個(gè)數(shù)=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，該晶胞中Cu、O離子個(gè)數(shù)之比為2：1，則銅離子個(gè)數(shù)為16；
Al單質(zhì)為面心立方晶體，鋁原子個(gè)數(shù)8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為3×8÷2=12，Al單質(zhì)的密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$．

解答 解：（1）Cr是24號元素，其3d、4s電子為其價(jià)電子，3d、4s能級上分別含有5、1個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫基態(tài)鉻原子的價(jià)電子排布式為3d⁵4s¹，
故答案為：3d⁵4s¹；
（2）①反應(yīng)式中非金屬元素有三種：O、C、Cl，CCl₄中C表現(xiàn)正化合價(jià)、Cl表現(xiàn)負(fù)化合價(jià)，NaClO中Cl為+1價(jià)，O為-2價(jià)，電負(fù)性越大，對鍵合電子吸引力越大，元素相互化合時(shí)該元素表現(xiàn)負(fù)價(jià)，故電負(fù)性：O＞Cl＞C，
故答案為：O＞Cl＞C；
②分子晶體熔沸點(diǎn)較低，該物質(zhì)的熔沸點(diǎn)較低，所以為分子晶體，故答案為：分子；
③共價(jià)單鍵只含σ鍵，共價(jià)雙鍵中含有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵，該分子中含有2個(gè)共價(jià)單鍵、1個(gè)共價(jià)雙鍵，所以σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為3：1，故答案為：3：1；
（3）NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)均與氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)相同，其中Ni²⁺和Fe²⁺的半徑分別為6.9×10^-2 nm和7.8×10^-2 nm，NiO和FeO都是離子晶體，其熔沸點(diǎn)與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比，所以熔點(diǎn)NiO＞FeO；
NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為6、6，故答案為：＞；6；6；
（4）A．陰陽離子之間存在離子鍵、非金屬元素之間存在共價(jià)鍵，含有空軌道和含有孤電子對的原子之間存在配位鍵，水分子之間存在氫鍵，該配合物中含有離子鍵、配位鍵、共價(jià)鍵和氫鍵，故A錯(cuò)誤；
B．該復(fù)合物中Cl原子1個(gè)共用電子對和3個(gè)孤電子對，所以其價(jià)層電子對個(gè)數(shù)是4，根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論判斷Cl的雜化類型為sp³，故B正確；
C．該復(fù)合物中Cl、CO和H₂O為配位體，故C錯(cuò)誤；
D．CO與N₂的價(jià)電子總數(shù)相同，為等電子體，等電子體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似，所以其結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，故D正確；
故選AC；
（5）該晶胞中O離子個(gè)數(shù)=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，該晶胞中Cu、O離子個(gè)數(shù)之比為2：1，則銅離子個(gè)數(shù)為16；
Al單質(zhì)為面心立方晶體，鋁原子個(gè)數(shù)8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為3×8÷2=12，
Al單質(zhì)的密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{27}{{N}_{A}}×4}{（4.05×1{0}^{-7}）^{3}}$g•cm^-3，
故答案為：16；12；$\frac{\frac{27}{{N}_{A}}×4}{（4.05×1{0}^{-7}）^{3}}$．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及晶胞計(jì)算、配合物、元素周期律、原子核外電子排布等知識點(diǎn)，明確物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律、原子結(jié)構(gòu)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷及計(jì)算能力，題目難度中等．