Question

【题目】氯磺酰氰酯(结构简式为)是一种多用途的有机合成试剂，在HClO4-NaClO4介质中， K5[Co3+O4W12O36](简写为Co3+W)可催化合成氯磺酰氰酯。

（1）基态钴原子的核外电子排布式为________________。组成HClO4-NaClO4的4种元素的电负性由小到大的顺序为____________________。

（2）氯磺酰氰酯分子中硫原子和碳原子的杂化轨道类型分别是____________、___________， 1个氯磺酰氰酯分子中含有σ键的数目为______________，氯磺酰氰酯中5种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________________。

（3）ClO4-的空间构型为__________________。

（4）一种由铁、碳形成的间隙化合物的晶体结构如图1所示，其中碳原子位于铁原子形成的八面体的中心，每个铁原子又为两个八面体共用，则该化合物的化学式为________________。

（5）电石(CaC2)是制备氯化氰(ClCN)的重要原料。四方相碳化钙(CaC2)的晶胞结构如上图2所示，其晶胞参数分别为a、b、c，且a=b，c=640pm。已知四方相碳化钙的密度为1.85g·cm-3，[C≡C]2-中键长为120pm，则成键的碳原子与钙原子的距离为________pm和_______pm。(设阿伏加德罗常数的数值为6×1023)

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d7{或[Ar]3d7} Na<H<Cl<O sp3 sp 5 N>O>Cl>C>S 正四面体 Fe3C 260 306

【解析】（1）1s22s22p63s23p63d7{或[Ar]3d7}；Na<H<Cl<O

（2）从氯磺酰氰酯的结构简式可以看出来，S原子形成了4个σ键，没有孤电子对，所以S原子采取了sp3杂化，C原子形成了一个单键和一个三键，共有两个σ键，没有孤电子对，所以C原子是sp杂化。1个氯磺酰氰酯分子中含有σ键的数目为5个，其中包含的五种元素的第一电离能大小顺序为：N>O>Cl>C>S，故答案为：sp3；sp；5；N>O>Cl>C>S。

（3）ClO4-中心原子Cl最外层共有8个电子，与4个O形成了4个σ键，VSEPR模型为正四面体型，没有孤电子对，所以ClO4-的空间构型为正四面体型。

（4）每个八面体中包含了一个C原子，一共6个Fe每个Fe被两个八面体公用，所以化学式为：Fe3C。

（5）侧面碳原子与钙原子的距离，一个晶胞中包含了Ca：1+8×1/8=2，C2：2×1/2+4×1/4=2，一个晶胞中包含了2个CaC2，所以一个晶胞的质量为：，又因为可以求出；底面碳原子与钙原子的距离

故答案为：260；306。