Question

【题目】化学与生活密切相关。

I.K2Cr2O7曾用于检测司机是否酒后驾驶：Cr2O72-(橙色)+CH3CH2OH→Cr3+(绿色)+CH3COOH(未配平）

（1）基态Cr原子的价电子轨道表达式为__。

（2）CH3COOH分子中所含元素的电负性由大到小的顺序为__，碳原子的轨道杂化类型为__，所含σ键与π键的数目之比为__。

（3）已知Cr3+等过渡元素水合离子的颜色如表所示：

离子	Sc3+	Cr3+	Fe2+	Zn2+
水合离子的颜色	无色	绿色	浅绿色	无色

请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因为__。

II.ZnCl2浓溶液常用于除去金属表面的氧化物，例如与FeO反应可得Fe[Zn(OH)Cl2]2溶液。

（4）Fe[Zn(OH)Cl2]2溶液中不存在的微粒间作用力有__(填选项字母)；

A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.范德华力 F.氢键

溶液中[Zn(OH)Cl2]-的结构式为__。

III.锌是人体必需的微量元素之一，其堆积方式如图1，晶胞结构如图2。

（5）锌的堆积方式为__，配位数为__。

（6）若锌原子的半径为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则锌晶体的密度为___g/cm3(用含a的代数式表示)。

Answer 1

【答案】 O>C>H sp3和sp2 7：1 3d轨道上没有未成对电子（3d轨道上电子为全空或全满） AC 或 六方最密堆积 12 或

【解析】

(1)基态Cr原子的的原子序数是24，价电子排布式为3d54s1；

(2)电负性是原子对键合电子的吸引力的大小；对于碳原子，碳碳单键是sp3杂化，碳碳双键和碳氧双键是sp2杂化，三键是sp杂化；单键都是σ键，双键中一个是σ键，一个是π键；

(3)根据电子排布式可推测离子有无颜色；

(4)Fe[Zn(OH)Cl2]2在溶液中以阴阳离子的形式存在，没有离子键，Fe[Zn(OH)Cl2]2是配合物，存在共价键、配位键，水分子间还有范德华力和氢键；[Zn(OH)Cl2]-中Zn提供空轨道，氯原子和氧原子提供孤对电子形成配位键。

(5)从锌的堆积方式图可以看出，锌的堆积方式为六方最密堆积，最密堆积的配位数为12；

(6)若锌原子的半径为a pm，中间的锌原子和底面的三个锌原子构成了正四面体，正四面体的边长为2a，用立体几何的知识求出晶胞的体积，用均摊法求出锌原子个数，进而求出锌晶体的密度。

(1)基态Cr原子的原子序数是24，价电子排布式为3d54s1，则价电子轨道表达式为，故答案为：；

(2) 非金属性越强，电负性越大，则CH3COOH分子中所含元素的电负性由大到小的顺序为O>C>H；对于碳原子，碳碳单键是sp3杂化，碳碳双键和碳氧双键是sp2杂化，三键是sp杂化，则CH3COOH分子中甲基的饱和碳原子为sp3杂化，羧基的碳原子的轨道杂化类型为sp2；单键都是σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则CH3COOH分子中含由σ键与π键的数目之比为7：1，故答案为：O>C>H；sp3和sp2；7:1；

(3)由Sc3+、Cr3+、Fe2+、Zn2+离子的核外电子排布式分别为1s22s22p63s23p6、1s22s22p63s23p63d2、1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d10可知，过渡元素水合离子的颜色与d轨道上未成对电子有关，水合离子为无色的Sc3+的3d轨道上电子为全空、Zn2+的3d轨道上电子为全满，故答案为：3d轨道上没有未成对电子（3d轨道上电子为全空或全满）；

（4）Fe[Zn(OH)Cl2]2的水溶液中存在Fe2+和[Zn(OH)Cl2]—离子， [Zn(OH)Cl2]-离子中存在共价键、配位键，水分子间还有范德华力和氢键，则溶液中不存在离子键和金属键；[Zn(OH)Cl2]-中Zn提供空轨道，氯原子和氧原子提供孤对电子，则溶液中[Zn(OH)Cl2]-的结构式为或 ，故答案为：AC；或 ；

(5)根据图1锌的堆积方式图可知，锌的堆积方式为六方最密堆积，最密堆积的配位数为12，故答案为：六方最密堆积；12；

(6)由图2晶胞结构可知，晶胞中含有的Zn原子个数为8×+1=2，则晶胞质量为g，若锌原子的半径为a pm，中间的锌原子和底面的三个锌原子构成了正四面体，正四面体的边长为2a pm，则晶胞的底面积是2apm×（2a×sin60°）pm=2 pm2，晶胞的高为pm=pm ，体积是2 pm2×pm=3 pm3，由此可知晶胞的密度为，故答案为：或。