题目内容
【题目】〔化学——选修4：物质结构与性质〕
Ⅰ．铬位于第四周期ⅥB族，主要化合价+2，+3 ，+6，单质硬度大，耐腐蚀，是重要的合金材料。
（1）基态铬原子的价电子排布图_ ，CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是________(填“极性”或“非极性”)分子。
（2）CrCl3·6H2O实际上是配合物，配位数为6，其固体有三种颜色，其中一种浅绿色固体与足量硝酸银反应时，1mol固体可生成2mol氯化银沉淀，则这种浅绿色固体中阳离子的化学式 。
Ⅱ．砷化镓为第三代半导体材料，晶胞结构如图所示
（3）砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃下反应制得，反应的化学方程式为 。
（4）AsH3空间构型为 。已知(CH3)3Ga为非极性分子，则其中镓原子的杂化方式是______________________。
（5）砷化镓晶体中最近的砷和镓原子核间距为a cm，砷化镓的摩尔质量为b g·mol－1，阿伏伽德罗常数值为NA，则砷化镓晶体密度表达式是 g·cm－3。
【答案】Ⅰ.（1）
非极性
（2）[ Cr(H2O)5 Cl ]2+
Ⅱ.（3）(CH3)3Ga+AsH3
3CH4+GaAs
（4）三角锥形 sp2 （5） 3
·b/16a3NA
【解析】
试题分析：（1）铬是24号元素，其原子核外有24个电子，3d能级上有4个电子、4s能级上有2个电子，3d、4s电子为其价电子，所以其价电子排布图为，CCl4、CS2都是非极性分子，非极性分子的溶质极易溶于非极性分子形成的溶剂，根据相似相溶原理知，CrO2Cl2是非极性分子。
（2）1mol固体可生成2mol氯化银沉淀，说明该配合物的分子的外界有2个氯离子，则该配合物阳离子带两个单位的正电荷，其配位数是6，根据氯原子守恒知，则该配合物內界中含有1个氯原子和5个水分子，所以其阳离子为[ Cr(H2O)5 Cl ]2+ 。
（3）该反应为（CH3）3Ga和AsH3反应生成为GaAs，根据质量守恒可知还有CH4生成，所以反应的化学方程式为：(CH3)3Ga+AsH33CH4+GaAs；
（4）AsH3中含有3个δ键和1个孤电子对，空间构型为三角锥形，（CH3）3Ga中Ga形成3个δ键，没有孤电子对，为sp2杂化。
（5）AB、AC、AD、BC、BD、CD的边长相等，AF、BF的长相等为a，F位于体心上，O位于正三角形BCD的重心上，在正三角形BCD中，BE为三角形BCD的高，则CE为BC的一半，如图
，设正四面体的边长为x，CE的长为0.5x，BE=
；BO与OE的长之比为2:1，则BO的长为
，在三角形ABO中，AO的长为
，在三角形BFO中，OF的长为
，解得
，正四面体的边长为x，对角线长2x，晶胞的棱长为
，一个晶胞中含有4个砷化镓，所以密度表达式为
。
