Question

【题目】我国科学家借助自主研制的新型钨钴铁合金催化剂攻克了单壁碳纳米管结构的可控制备难题。海底金属软泥是在海底覆盖着的一层红棕色沉积物，蕴藏着大量的金属资源，含有钨、铁、锰、锌、钴等。

(1)基态钴原子的核外未成对电子数为__________。单壁碳纳米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圆柱体，其碳原子的杂化方式为__________。

(2)纳米结构氧化钴可在室温下将甲硫醛(CH2S)完全催化氧化，甲醛分子属__________(填“极性”或“非极性”)分子，其中心原子的VSEPR构型为__________。

(3)六羰基钨[W(CO)6]的熔点为172℃，是一种重要的无机金属配合物，可溶于多数有机溶剂。三种组成元素的电负性由大到小的顺序为 __________(用元素符号表示)。配体CO中与W形成配位键的原子是C而不是O，原因是 ____________。

(4)多原子分子中各原子若在同一平面内，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”。下列物质中存在“离域π键”的是 ____________(填字母)。

A.苯 B.二氧化硫 C.四氯化碳 D.环己烷

(5) Fe2+、Fe3+能与CN-形成络离子，其晶胞结构如图1所示。该离子可形成铁蓝钾盐，该钾盐的化学式为___________。

(6)图2是从铁氧体离子晶体Fe3O4中取出的能体现其晶体结构的一个立方体，该立方体是不是Fe3O4的晶胞__________(填“是”或“否”)；立方体中铁离子处于氧离子围成的 _________(填空间结构)空隙；根据上图计算Fe3O4晶体的密度为 ________gcm-3。(图中a=0.42nm，计算结果保留两位有效数字)

Answer 1

【答案】3 sp2 极性 平面三角形 O>C>W C原子半径比O大，电负性小，对孤对电子吸引较弱，所以C原子更易提供孤对电子，更容易形成配位键 AB KFe2(CN)6 是 正八面体 5.2

【解析】

(1)Co元素是27号元素，核外电子排布式为：[Ar]3d74s2；

(2)根据价层电子互斥理论确定分子构型；

(3)同周期主族元素自左而右电负性增大，一般非金属性越强电负性越大；在六羰基钨中，W是中心原子，CO是配体，由于C原子半径比O大，电负性小，对孤对电子的吸引力较弱，更容易形成配位键；

(4)多原子分子中各原子若在同一平面内，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”，

A.苯分子中的苯环上的C原子可以形成“离域π键”，其“离域π键”为；

B.二氧化硫分子中的中心原子S与两个O原子中有相互平行的p轨道，可以形成“离域π键”，其“离域π键”为；

C.四氯化碳分子中只存在σ键，不存在π键；

D.环己烷分子中只存在σ键，不存在π键；

(5)根据图1离子晶胞结构分析，Fe2+、Fe3+能与CN-络合后形成的离子为[(CN)3-；

(6)根据晶胞粒子的排布，确定晶胞中微粒的个数，根据ρ=计算。

(1)Co元素是27号元素，核外电子排布式为：[Ar]3d74s2，3d上有3个成对电子；碳原子形成3个C-C键，没有孤电子对，杂化轨道为3，碳原子杂化方式为：sp2；

(2)甲醛分子中C原子形成3个σ键，没有孤电子对，价层电子对数=3+0=3，空间构型为平面三角形，正负电荷重心不重合，属于极性分子；

(3)同周期主族元素自左而右电负性增大，一般非金属性越强电负性越大，故电负性：O>C>W；在六羰基钨[W(CO)6]分子中，W是中心原子，CO是配体，由于C原子半径比O大，电负性小，对孤对电子的吸引力较弱，更容易形成配位键，所以配体CO中与W形成配位的原子是C而不是O；

(4)多原子分子中各原子若在同一平面内，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”，

A.苯分子中的苯环上的C原子可以形成“离域π键”，其“离域π键”为，A正确；

B.二氧化硫分子中的中心原子S与两个O原子中有相互平行的p轨道，可以形成“离域π键”，其“离域π键”为，B正确；

C.四氯化碳分子中只存在σ键，不存在π键，C错误；

D.环己烷分子中只存在σ键，不存在π键，D错误；

故答案为：AB；

(5)根据图1离子晶胞结构分析，Fe2+、Fe3+能与CN-络合后形成的离子为[(CN)3-，所以该离子形成的钾盐的化学式为K0.5[(CN)3]，即KFe2(CN)6；

(6)根据晶胞粒子的排布，该立方体是Fe3O4的晶胞，立方体中Fe3+处于围成的正八面体空隙，1个立方体中含有Fe3+的个数为4×+3×=2个，含有Fe2+的个数为1个，含有O2-的个数为12×+1=4个，1mol立方体的质量为m=56×3+16×4g，1个立方体体积为V=(a×10-7)3cm3，则晶体密度为ρ===5.2g/cm3。