Question

【题目】铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。

（1）铬元素基态原子的电子排布式为_________；硫酸铜溶于氨水，形成[Cu（NH3）4]SO4溶液，[Cu（NH3）4]SO4中阴离子的立体构型是______，_________接受孤对电子对；金属铜的堆积方式为______。

（2）制备Cr2O2Cl2的反应式为K2Cr2O2+3CCl4=2KCl+2Cr2O2Cl2+3COCl2↑。

①上述化学方程式中非金属元素电负性由小到大的顺序是_____________（用元素符号表示）。

②COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中中心原子的杂化方式为________，COCl2分子中ɑ键和π键的个数比为__________。

③NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同。其中Ni2+和Fe2+的离子半径分别为6.9×10-2nm和7.8×10-2nm。则熔点：NiO_________FeO（填“>”、“<”或“=”）。

（4）Cu和Ca的合金呈粉末状，极易被氧化，其晶胞结构如图所示：

①该晶体的化学式为_________，铜和钙两种金属相比铜的熔点比钙高，其原因是_______。

②已知该晶胞的密度为dg·cm-3，Ca半径为r1cm，Cu半径为r2cm，设NA为阿伏伽德罗常数，则该晶胞的空间利用率为________（用含d、r1、r2、NA的代数式表示）。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d54s1 正四面体形 Cu 面心立方最密堆积 O>Cl>C sp2 3:1 > CaCu5 铜的金属键比钙的强，铜的熔点比钙高 (πr13+5πr23)dNA/360

【解析】（1）铬元素的核电荷数为24，基态原子的电子排布式为[Ar]3d54s1；SO42-离子中价层电子对数为4+×（6+2-4×2）=4，孤电子对数为0，所以是正四面体体型；接受孤对电子对的是中心原子Cu；金属铜的堆积方式为面心立方最密堆积；

（2）①反应式中非金属元素有三种：O、C、Cl，CCl4中C表现正化合价、Cl表现负化合价，CrO2Cl2中Cl为+1价，O为-2价，电负性越大，对键合电子吸引力越大，元素相互化合时该元素表现负价，故电负性：O＞Cl＞C；

②COCl2分子中有1个C=O键和2个C-Cl键，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，个数比3∶1，中心原子C电子对数=3+=3，故中心原子杂化方式为sp2；

③NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高，由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径，属于熔点是NiO＞FeO；

（4）①晶胞中Cu原子数为8×+1=5，Ca原子数为8×=1，该晶体的化学式为CaCu5；铜和钙两种金属相比铜的熔点比钙高，其原因是铜的金属键比钙的强，所以铜的熔点比钙高；

②设晶胞边长为acm，则晶胞的体积为a3cm3，NA个晶胞和质量为（40+64×5）=360g，晶胞的密度dg·cm-3=360g÷（a3cm3×NA）则a3cm3=cm3,该晶胞的空间利用率为(πr13+5πr23)÷a3=(πr13+5πr23)dNA/360。