题目内容
过渡金属元素及其化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一．试回答下列问题：（1）二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体可转化为二氧化碳和水，达到无害化．有关甲醛、苯、二氧化碳及水说法正确的是
AC
AC
．A．苯与B3N3H6互为等电子体
B．甲醛、苯、二氧化碳均为非极性分子
C．甲醛、苯分子中碳原子均采用sp2杂化
D．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子内能形成氢键
（2）二茂铁又叫双环戊二烯基铁[化学式：Fe（C5H5）2]，结构如图甲所示，是一种具有芳香族性质的有机金属化合物．外观为橙色，熔点为172℃，沸点249℃，100℃以上能升华；不溶于水，溶于甲醇、乙醇等有机溶剂中．
①基态Fe2+离子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d6
1s22s22p63s23p63d6
．②二茂铁[Fe（C5H5）2]属于
分子
分子
晶体，1mol二茂铁中含有的σ键数是20NA
20NA
．（3）镍单质晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示．晶胞中镍原子的配位数为
12
12
．（4）在浓的TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl3?6H2O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：5，则该配离子的化学式为
[TiCl（H2O）5]2+
[TiCl（H2O）5]2+
．分析：（1）A．苯与B3N3H6价电子总数相等，原子数也相等互为等电子体；
B．甲醛分子的空间结构不对称属于极性分子；
C．甲醛、苯分子中碳原子均含有3个δ键，没有孤对电子，采用sp2杂化，；
D．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键；
（2）①铁是26号元素，其核外有26个电子，根据构造原理书写其核外电子排布式；
②根据二茂铁的物理性质分析；共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键一个是π键；
（3）根据Ni的晶胞属于面心立方堆积来判断；
（4）配位数为6、组成为TiCl3?6H2O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：5，根据晶体中水分子和Cl离子个数分析．
B．甲醛分子的空间结构不对称属于极性分子；
C．甲醛、苯分子中碳原子均含有3个δ键，没有孤对电子，采用sp2杂化，；
D．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键；
（2）①铁是26号元素，其核外有26个电子，根据构造原理书写其核外电子排布式；
②根据二茂铁的物理性质分析；共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键一个是π键；
（3）根据Ni的晶胞属于面心立方堆积来判断；
（4）配位数为6、组成为TiCl3?6H2O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：5，根据晶体中水分子和Cl离子个数分析．
解答：解：（1）A．苯与B3N3H6价电子总数相等，原子数也相等互为等电子体，故A正确；
B．甲醛分子的空间结构不对称属于极性分子，故B错误；
C．甲醛、苯分子中碳原子均含有3个δ键，没有孤对电子，采用sp2杂化，故C正确；
D．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键，故D错误；
故答案为：AC；
（2）①铁是26号元素，其核外有26个电子，根据构造原理Fe2+离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故答案为：1s22s22p63s23p63d6；
②根据二茂铁的物理性质可知，二茂铁属于分子晶体，二茂铁中C5H5-的结构为
，共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键一个是π键，一个中含有10个σ键，所以Fe（C5H5）2中含有20个σ键，则1mol二茂铁中含有的σ键数是20NA；故答案为：分子；20NA；
（3）Ni的晶胞属于面心立方堆积，配位数为12，故答案为：12；
（4）配位数为6、组成为TiCl3?6H2O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：5，而晶体中只含有3个Cl-，所以配体数目多的是H2O，H2O和Cl-比值为5：1，所以该配离子的化学式为[TiCl（H2O）5]2+，故答案为：[TiCl（H2O）5]2+．
B．甲醛分子的空间结构不对称属于极性分子，故B错误；
C．甲醛、苯分子中碳原子均含有3个δ键，没有孤对电子，采用sp2杂化，故C正确；
D．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键，故D错误；
故答案为：AC；
（2）①铁是26号元素，其核外有26个电子，根据构造原理Fe2+离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故答案为：1s22s22p63s23p63d6；
②根据二茂铁的物理性质可知，二茂铁属于分子晶体，二茂铁中C5H5-的结构为
，共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键一个是π键，一个中含有10个σ键，所以Fe（C5H5）2中含有20个σ键，则1mol二茂铁中含有的σ键数是20NA；故答案为：分子；20NA；（3）Ni的晶胞属于面心立方堆积，配位数为12，故答案为：12；
（4）配位数为6、组成为TiCl3?6H2O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：5，而晶体中只含有3个Cl-，所以配体数目多的是H2O，H2O和Cl-比值为5：1，所以该配离子的化学式为[TiCl（H2O）5]2+，故答案为：[TiCl（H2O）5]2+．
点评：本题考查了等电子体、氢键、晶胞配位数的判断、配合物等内容，考查的知识点较多，难度较大，注意相关知识的积累．
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过渡金属元素及其化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一。试回答下列问题：
（1）二茂铁又叫双环戊二烯基铁[化学式：Fe(C5H5)2]，结构如图所示，是一种具有芳香族性质的有机金属化合物。外观为橙色，熔点为172℃，沸点249℃，100℃以上能升华；不溶于水，溶于甲醇、乙醇等有机溶剂中。基态Fe2+离子的电子排布式为 。1 mol环戊二烯中含有的σ键的数目是 。
（2）铜的第二电离能（I2）却大于锌的第二电离能，其主要原因是 。
|
电离能／kJ·mol-1 |
I1 |
I2 |
|
铜 |
746 |
1958 |
|
锌 |
906 |
1733 |
（3）现有含钛的两种颜色的晶体，Ti3+的配位数均为6，一种为紫色，一种为绿色，相关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：
a．分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；
b．分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；
c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/3。
试推断紫色晶体的化学式为 。