Question

【题目】铬、铁、钴、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。请回答：

（1）基态铬原子的价电子排布图为___________。

（2）CrO2Cl2和NaClO均可作化工生产的氧化剂或氯化剂。制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O2+3CCl4＝2KCl +2CrO2Cl2+3COCl2↑。

①上述反应式中非金属元素电负性由大到小的顺序是__________（用元素符号表示）。

②常温时CrO2Cl2是一种易溶于CCl4的液体，则固态CrO2Cl2属于__________晶体。

③配合物CrCl3·6H2O中心离子Cr3+的配位数为6，向含0.1molCrCl3·6H2O 的溶液中滴加2mol·L-1AgNO3溶液，反应完全后共消耗AgNO3溶液50mL，则配离子的化学式为___________。

（3）Co3+与NO2―形成的配合物与K+生成黄色沉淀检验溶液中的K+。配体NO2―的立体构型为__________，某常见气体化合物为NO2―的等电子体，该化合物的分子式为__________。

（4）氯和钾与+2价的铜可生成一种催化乙炔聚合反应的化合物，其阴离子为无限长链结构(如下图)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为________杂化，这种化合物的化学式为_________

（5）铁和氨气在640 ℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构如图所示，写出该反应的化学方程式：_____。若两个最近的Fe原子间的距离为a cm，则该晶体的密度是_____g/cm3(设阿伏加德罗常数的值为NA)。

Answer 1

【答案】 O＞Cl＞C 分子 [Cr（H2O）4Cl2]+ V形 SO2 sp3 KCuCl3 8Fe+3NH32Fe4N+3H2

【解析】

(1)Cr是24号元素，其3d、4s电子为其价电子，3d、4s能级上分别含有5、1个电子，根据构造原理书写基态铬原子的价电子排布式，再写出价电子排布图；

(2)①同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到小电负性逐渐减小；

②分子晶体熔沸点较低；

③作为配体的Cl-则不能跟Ag+反应，可算出配体中Cl-数，再根据配位数为6写出H2O分子中的配体数目；

(3)NO2-中N原子价层电子对个数=2+=3，根据价层电子对互斥理论判断N原子杂化类型，推断其立体构型；与NO2-互为等电子体的微粒中含有3个原子、18个价电子；

(4)a位置上Cl原子成2个单键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，根据价层电子对互斥理论判断氯原子杂化方式；化合物中铜为+2价，Cu2+与Cl-形成的配合离子中Cl-数目为2+2×=3，则阴离子构成为[CuCl3]-，根据各元素化合价的代数和为0确定化学式；

(5)根据晶胞结构利用均摊法确定晶体的化学式。两个最近的Fe原子间的距离为面心到顶点的距离，利用该距离求出晶胞边长，从而求出晶胞体积，然后再计算密度。

(1)Cr是24号元素，其3d、4s电子为其价电子，3d、4s能级上分别含有5、1个电子，根据构造原理书写基态铬原子的价电子排布式为3d54s1，则价电子排布图为；

(2)①反应式中非金属元素有三种：O、C、Cl，CCl4中C表现正化合价、Cl表现负化合价，NaClO中Cl为+1价，O为-2价，电负性越大，对键合电子吸引力越大，元素相互化合时该元素表现负价，故电负性：O＞Cl＞C；

②分子晶体熔沸点较低，该物质的熔沸点较低，所以为分子晶体；

③经过计算Ag+物质的量0.1mol，说明该物质有0.1mol的Cl-不是配体，配体中Cl-为0.2mol，所以有2个Cl-为配体，因此H2O中有4个分子为配体，配离子的化学式为：[Cr(H2O)4Cl2]+；

(3)NO2-中N原子价层电子对个数=2+=3，根据价层电子对互斥理论判断N原子杂化类型为sp2，则配体NO2―的立体构型为V型；与NO2-互为等电子体的微粒中含有3个原子、18个价电子，与该离子互为等电子体的有SO2、O3等；

(4)a位置上Cl原子成2个单键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，根据价层电子对互斥理论判断氯原子杂化轨道类型为sp3；化合物中铜为+2价，Cu2+与Cl-形成的配合离子中Cl-数目为2+2×=3，则阴离子构成为[CuCl3]-，与K+组成的化合物化学式为KCuCl3；

(5)根据晶胞结构，Fe原子位于顶点和面心，所含的原子的数目为8×+6×=4，N原子位于体心，共有1个，故化学式为Fe4N，由此可写出该置换反应的化学方程式为8Fe+3NH32Fe4N+3H2；两个最近的Fe原子间的距离为顶点到面心的距离，该距离为acm，则面对角线的距离为2acm，晶胞边长为acm，晶胞体积V=2a3cm．该晶胞的质量m=M=，故该晶胞的密度ρ== gcm3=gcm3。