Question

【题目】

（1）氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图所示。

①此配合物中，基态铁离子的价电子排布式为________________。

②此配合物中碳原子的杂化轨道类型有________________。

③此配离子中含有的化学键有____________（填字母）。

A. 离子键 B. 金属键 C. 极性键 D. 非极性键 E. 配位键 F. 氢键 G.σ键 H. π键

④氯化铁在常温下是固体，熔点为 306℃，沸点为 315℃，在 300℃以上升华，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断氯化铁的晶体类型为________________。

（2）基态 A 原子的价电子排布式为 3s23p5，铜与A 形成化合物的晶胞如图所示（黑球代表铜原子）。

①该化合物的化学式为________________，A原子的配位数是______________。

②该化合物难溶于水，但易溶于氨水，其原因可能是________________；与NH3 互为等电子体的分子有________________（写化学式，一种即可）。 NH3 的键角大于H2O的键角的主要原因是_______________________。

③已知该化合物晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数的值为 NA，则该晶体中 Cu 原子和A 原子之间的最短距离为________________pm（列出计算表达式即可）。

Answer 1

【答案】 3d5 sp2、 sp3 CDEGH 分子晶体 CuCl 4 Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物 PH3 NH3、 H2O 分子中 N、 O 原子的孤电子对数分别是 1、2，孤电子对数越多，对成键电子对的排斥力越强，键角越小。

【解析】(1)①铁元素是26号元素，铁原子核外有26个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式，铁原子失去3个电子变为铁离子，铁离子核外有23个电子，3d电子为其价电子，铁离子3d能级上有5个电子，4s能级上没有电子，所以其价电子排布式为：3d5，故答案为：3d5；

②该化合物中连接双键的碳原子含有3个σ键，为sp2杂化，连接4个σ键的碳原子采用sp3杂化，故答案为：sp2、sp3；

③同种非金属元素之间存在非极性键，不同非金属元素之间存在极性键，含有孤电子对和含有空轨道的原子之间存在配位键，共价单键为σ键，共价双键中含有一个σ键一个π键，所以该化合物中碳碳原子之间存在非极性共价键，碳和氧原子或氢原子之间存在极性共价键，铁离子和氧原子之间存在配位键，氢原子和氧原子之间还存在氢键，则该化合物中含有配位键、极性键、非极性键、氢键、σ键和π键，但氢键不是化学键，故选CDEGH；

④三氯化铁，其熔点：282℃，沸点315℃，在300℃以上升华．易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂．符号分子晶体的特征，故为三氯化铁分子晶体，故答案为：分子晶体；

(2)根据价电子排布式判断出A原子为Cl原子；

①由晶胞结构可知，Cu原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Cu原子，Cl原子属于顶点与面心上，晶胞中含有Cl原子数目为8×+6×=4，故化学式为CuCl，根据图示，铜原子周围有4个氯原子距离相等，且最小，即铜原子的配位数为4，则氯原子的配位数也是4，故答案为：CuCl；4；

②Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物，所以CuCl难溶于水但易溶于氨水；该化合物中Cu+被氧化为Cu2+；与NH3 互为等电子体的分子有PH3等；NH3、 H2O 分子中 N、 O 原子的孤电子对数分别是 1、2，孤电子对数越多，对成键电子对的排斥力越强，键角越小，使得NH3 的键角大于H2O的键角，故答案为：Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物；PH3；NH3、 H2O 分子中 N、 O 原子的孤电子对数分别是 1、2，孤电子对数越多，对成键电子对的排斥力越强，键角越小；

③1mol晶胞的质量为4×99.5g，1mol晶胞的体积为cm3，则晶胞的边长为cm，根据晶胞的结构可知，铜原子和M原子之间的最短距离为立方体体对角线的，而体对角线为晶胞边长的倍，所以铜原子和M原子之间的最短距离为×cm=××1010pm，故答案为：××1010。