题目内容
【题目】已知A、B、C为三种常见的单质,能发生如图1所示的转化关系,B的一种同素异形体的晶胞如图2所示。
回答下列问题:
(1)形成A的元素在周期表中的位置是__________________________________,A对应的基态原子的价电子排布为_____________________。
(2)在B单质对应的基态原子中,核外存在___________对自旋方向相反的电子。
(3)写出Y的一种常见等电子体分子的结构式__________________________;两者相比较沸点较高的是__________(填化学式);Y分子中B对应原子的杂化方式为_________________。
(4)配合物A(Y)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断A(Y)x晶体属于________________(填晶体类型)。A(Y)x的中心原子价电子数与配体提供的电子数之和为18,则x=__________。A(Y)x在一定条件下发生反应A(Y)x (s) A (s) + x Y (g),已知反应过程中只断裂配位键,由此判断该反应所形成的化学键类型是_____________。
(5)在图2晶胞中,每个晶胞平均占有__________个原子,若距离最近的两个原子的距离为L cm,晶胞边长为a cm,根据硬球接触模型,则L=_________a,晶胞的密度ρ=___________g·cm-3(用含a、NA代数式表示)。
【答案】 第四周期第Ⅷ族 3d64s2 2 N≡N CO sp 分子晶体 5 金属键 8
【解析】A、B、C为三种常见的单质,与水均能在高温下反应生成单质C,则C为氢气,A、B分别为铁和碳,B存在同素异形体,则B为碳,则A为铁;因此X为四氧化三铁,Y为一氧化碳,D为二氧化碳。
(1)铁元素为26号元素,在周期表中的位置为第四周期第VIII族,A对应的基态原子的价电子排布为3d64s2,故答案为:第四周期第VIII族;3d64s2;
(2)C的基态原子的电子排布为1s22s22p2,核外存在2对自旋方向相反的电子,故答案为:2;
(3)CO的一种常见等电子体分子为氮气,结构式为N≡N;CO为极性分子,两者相比较沸点较高;CO分子中C与2个原子相连,没有孤电子对,采用sp杂化,故答案为:N≡N;CO;sp;
(4)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,Fe(CO)x属于分子晶体。铁原子的价电子数为8,Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供的电子数之和为18,则形成的配位键为x==5。Fe(CO)5在一定条件下发生反应Fe(CO)5 (s)
Fe(s) + 5CO (g),已知反应过程中只断裂配位键,由此判断该反应形成了铁中的金属键,故答案为:分子晶体;5;金属键;
(5)根据晶胞结构,每个晶胞平均占有的原子数=8×+6×
+4=8;若距离最近的两个原子的距离为体对角线长度的
,即
acm=L cm,晶胞的体积为a3cm3,晶胞的质量为
g,晶胞的密度ρ=
=
g·cm-3,故答案为:8;
;
。
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