题目内容
【题目】（化学一选修3:物质结构与性质）1735年瑞典化学家布兰特(G·Brands)制出金属钴。钴的矿物或钴的化合物一直用作陶瓷、玻璃、珐琅的釉料。到20世纪，钴及其合金在电机、机械、化工、航空和航天等工业部门得到广泛的应用，并成为一种重要的战略金属。所以钴及其化合物具有重要作用，回答下列问题:
(1)基态Co原子的电子排布式为___________。
(2)[Co(NH3)5H2O]Cl3是一种砖红色的晶体，可通过CoCl2、NH4Cl、浓氨水、H2O2制得。
①Co、N、0原子的第一电离能由大到小的顺序是__________。
②[Co(NH3)5H2O]Cl3中Co元素化合价为____，其配位原子为_____；1mol该晶体中含有____molσ键。
③H2O2中O原子的杂化轨道类型是______，H2O2能与水互溶，除都是极性分子外，还因为____。
④NH3、NF3的空间构型都相同,但Co3+易与NH3形成配离子，而NF3不能。原因是________。
(3)CoO晶胞如图，已知Co原子半径为apm,O原子半径为bpm，则等距最近的所有O原子围成的空间形状为_____；该晶胞中原子的空间利用率为__________(用含a、b的计算式表示)。
【答案】 1s22s22p63s23p63d74s2（或[Ar]3d74s2） N>O>Co +3 N 、O 23 sp3 H2O2与水分子间能形成氢键 N、F、H三种元素的电负性F>N>H，在NF3中，共用电子对偏向氟原子，偏离氮原子，使得氮原子上的孤对电子难以与Co3+形成配位键 正八面体 
【解析】(1) Co为27号元素，原子核外电子数为27，根据能量最低原理书写核外电子排布式；
（2）①同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；
②[Co(NH3)5H2O]Cl3中Co3+是中心离子，NH3和H2O为配位体，以此分析；
③H2O2，由H2O2的结构可以知道，O原子形成1个O-H键、1个O-O键，含有2对孤对电子杂化轨道数为4，杂化方式为sp3；H2O2易溶于水，还因为H2O2分子与H2O分子间可形成氢键；
④N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，所以NH3中共用电子对偏向N，而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子；
(3)根据晶胞的结构图可以知道，晶胞中含有Co原子数为4，氧原子数为4，氧原子位于棱的中点和体心，则等距最近的所有O原子围成的空间形状为正八面体；钴、氧的离子半径分别为anm、bnm,则晶胞中钴、氧原子的体积为=4×
（anm）3+4×（anm）3，根据晶胞的结构图可以知道，晶胞的边长为(2anm+2bnm)，则晶胞的体积为(2anm+2bnm)3，据此计算。
详解:(1) Co为27号元素，原子核外电子数为27，根据能量最低原理，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；
（2）①N、O属于同一周期元素且原子序数N<O，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，而Co是金属，第一电离能最小，所以其第一电离能大小顺序是N>O>Co,因此，本题正确答案是：N>O>Co；
②[Co(NH3)5H2O]Cl3中Co3+是中心离子，NH3和H2O为配位体，由此可知Co元素化合价为+3价，其配位原子为N 、O ；1mol该晶体中含有3×5molN-H键，2molH-O键，6mol配位键，共计23molσ键，
因此，本题正确答案是: +3 ；N 、O ；23 ；
③H2O2，由H2O2的结构可以知道，O原子形成1个O-H键、1个O-O键，含有2对孤对电子杂化轨道数为4，杂化方式为sp3；H2O2易溶于水，还因为H2O2分子与H2O分子间可形成氢键；
因此，本题正确答案是：sp3 ；H2O2与水分子间能形成氢键；
④N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，所以NH3中共用电子对偏向N，而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子，故答案为：F的电负性比N大，N-F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Co3+形成配离子（或者N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子使得氮原子上的孤对电子难于与Co3+形成配位键。）；
因此，本题正确答案是：N、F、H三种元素的电负性F>N>H，在NF3中，共用电子对偏向氟原子，偏离氮原子，使得氮原子上的孤对电子难以与Co3+形成配位键；
（3）根据晶胞的结构图可以知道,晶胞中含有Co原子数为4，氧原子数为4，氧原子位于棱的中点和体心，则等距最近的所有O原子围成的空间形状为正八面体；钴、氧的离子半径分别为anm、bnm,则晶胞中钴、氧原子的体积为=4×（anm）3+4×（anm）3，根据晶胞的结构图可以知道，晶胞的边长为(2anm+2bnm)，则晶胞的体积为(2anm+2bnm)3，
该晶胞的空间利用率为，
×100%=
×100%
因此，本题正确答案是：正八面体； ×100%。
每课必练系列答案
巧学巧练系列答案【题目】已知：2SO2 (g)+ O2(g) 
2SO3(g) ΔH，有关数据如下：
T（℃） | 527 | 627 | 727 | 827 | 927 |
平衡常数K | 910 | 42 | 3.2 | 0.39 | 0.12 |
下列说法不正确的是
A. 根据平衡常数随温度的变化关系，判断出ΔH＜0
B. 保持其他条件不变，SO2的平衡转化率α(727℃)＜α(927℃)
C. 增大压强、降低温度能提高SO2的转化率
D. SO3的稳定性随温度的升高而降低
