Question

不锈钢是由铁、铬、镍、碳及众多不同元素所组成的合金，铁是主要成分元素，铬是第一主要的合金元素．其中铬的含量不能低于11%，不然就不能生成致密氧化膜CrO₃防止腐蚀．
（1）基态铬（Cr）原子电子排布式为

 

．
（2）[Cr（H₂O）₄Cl₂]Cl?2H₂O中Cr的配位数为

 

；已知CrO₅中Cr为+6价，则CrO₅的结构式为

 

．
（3）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni（CO）₄，呈四面体构型．423K时，Ni（CO）₄分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉．试推测：四羰基镍的晶体类型是

 

，Ni（CO）₄易溶于下列

 

．
A．水         B．四氯化碳       C．苯        D．硫酸镍溶液
（4）已知：H₃C-CH₃中C-C键能为346kJ/mol、H₂N-NH₂中N-N键能为247kJ/mol、HO-OH中O-O键能为207kJ/mol，问：H₃C-CH₃中碳原子杂化方式为

 

，试运用物质结构知识说明其键能变化趋势原因

 

．
（5）Fe的一种晶体如甲、乙所示，若按甲虚线方向切乙得到的A～D图中正确的是

 

．

（6）只含镁、镍和碳三种元素的晶体结构如图，试写出该晶体的化学式

 

．晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有

 

个．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）铬为24号元素，根据核外电子排布规律写电子排布式；
（2）根据化学式确定其配位数；根据化学式判断配位数，CrO₅中存在过氧键、Cr-O键、Cr=O，在4个Cr-O键中Cr为+1价，在Cr=O键注重Cr为+2价，以此书写结构式；
 （3）沸点较低的晶体一般为分子晶体；根据相似相溶原理判断；
（4）根据碳原子的价层电子对数判断杂化方式，根据价层电子对互斥理论说明原因；
（5）根据晶胞堆积形成较大晶体，按甲虚线方向切乙形成的纵截面分析；
（6）利用均摊法计算确定其化学式，利用沿X、Y、Z三轴切割的方法确定镍原子个数．

解答： 解：（1）铬是24号元素，基态铬（Cr）原子电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹ ，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；
（2）[Cr（H₂O）₄Cl₂]Cl?2H₂O中Cr与4个H₂O，2个Cl^-形成配位键，所以配位数为6，CrO₅中存在过氧键、Cr-O键、Cr=O，在4个Cr-O键中Cr为+1价，在Cr=O键中Cr为+2价，则结构式为，
故答案为：6；；
（3）沸点较低的晶体一般为分子晶体，四羰基镍的晶体为分子晶体；Ni（CO）₄呈四面体构型，为非极性分子，根据相似相溶原理可知，它易溶于四氯化碳和苯，选BC，
故答案为：分子晶体；BC；
（4）H₃C-CH₃中碳原子的价层电子对数为

4+3+1

2

=4，所以碳原子的杂化方式为sp³杂化，在H₃C-CH₃、H₂N-NH₂、HO-OH 中的C、N、O均为sp³ 杂化，其孤电子对数分别为0、1、2，由于孤电子对与孤电子对间斥力较大，随孤电子对数增加，原子间斥力增大，所以键能逐渐减小，
故答案为：sp³；H₃C-CH₃、H₂N-NH₂、HO-OH 中的C、N、O均为sp³ 杂化，其孤电子对数分别为0、1、2，由于孤电子对与孤电子对间斥力较大，随孤电子对数增加，原子间斥力增大，其键能渐小；
（5）甲中Fe位于顶点和体心，乙由8个甲组成，按甲虚线方向切乙形成的纵截面边长不相等，则排除B、D，由于每个小晶胞中的体心含有1个Fe原子，则应为A，故答案为：A；
（6）该晶胞中，碳原子个数是1，镁原子个数=8×

1

8

=1，镍原子个数=6×

1

2

=3，所以其化学式为：MgCNi₃，利用沿X、Y、Z三轴切割的方法知，晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有4×3=12，
故答案为：MgCNi₃；12．

点评：本题考查较为综合，题目难度较大，涉及化学式的确定、轨道式的书写、等电子体等知识点，化学式的确定、配位数的确定是常考知识点