Question

【題目】鈦、鉻、鐵、鎳、銅等金屬及其化合物在工業(yè)上有重要用途。

(1)鈦鐵合金是鈦系儲(chǔ)氫合金的代表，該合金具有放氫溫度低、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)。

①Ti的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為________________。

②Fe的基態(tài)原子共有________種不同能級(jí)的電子。

(2)制備CrO2Cl2的反應(yīng)為K2Cr2O7＋3CCl4===2KCl＋2CrO2Cl2＋3COCl2↑。

①上述化學(xué)方程式中非金屬元素電負(fù)性由大到小的順序是____________(用元素符號(hào)表示)。

②COCl2分子中所有原子均滿足8電子構(gòu)型，COCl2分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為________，中心原子的雜化方式為________。

(3)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)均與氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)相同，其中Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為6.9×10－2 nm和7.8×10－2 nm。則熔點(diǎn)：NiO________(填“>”、“<”或“＝”)FeO。

(4)鐵和氨氣在640℃可發(fā)生置換反應(yīng)，產(chǎn)物之一的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________。

若該晶體的密度是ρg·cm－3，則兩個(gè)最近的Fe原子間的距離為________________cm。（阿伏加德羅常數(shù)用NA表示）

Answer 1

【答案】 3d24s2 7 O>Cl>C 3∶1 sp2 > 8Fe＋2NH32Fe4N＋3H2

【解析】(1)①Ti是22號(hào)元素，位于元素周期表中第四周期第IVB族，故Ti的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為 3d24s2，故答案為：3d24s2；

②Fe是26號(hào)元素，原子核外有1s、2s、3s、4s、2p、3p、3d等7個(gè)能級(jí)，故答案為：7；

(2)①反應(yīng)式中非金屬元素有三種：O、C、Cl，CCl4中C表現(xiàn)正化合價(jià)、Cl表現(xiàn)負(fù)化合價(jià)，CrO2Cl2中Cl為+1價(jià)，O為-2價(jià)，電負(fù)性越大，對(duì)鍵合電子吸引力越大，元素相互化合時(shí)該元素表現(xiàn)負(fù)價(jià)，故電負(fù)性：O＞Cl＞C，故答案為：O＞Cl＞C；

②COCl2分子中有1個(gè)C=O鍵和2個(gè)C-Cl鍵，所以COCl2分子中σ鍵的數(shù)目為3，π鍵的數(shù)目為1，個(gè)數(shù)比3：1，中心原子C電子對(duì)數(shù)=3+=3，故中心原子雜化方式為sp2，故答案為：3：1；sp2；

(3)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，說(shuō)明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高．由于Ni2+的離子半徑小于Fe2+的離子半徑，屬于熔點(diǎn)是NiO＞FeO，故答案為：＞；

(4)該合金的晶胞如圖所示，晶胞含有的鐵原子為8× +×6=4，晶胞的N原子為1，所以晶體的化學(xué)式Fe4N，鐵和氨氣在640℃可發(fā)生置換反應(yīng)生成Fe4N，反應(yīng)的化學(xué)方程式為8Fe＋2NH32Fe4N＋3H2；設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為a。一個(gè)晶胞的質(zhì)量m=，根據(jù)m=ρv，即v==a3，則a= =，兩個(gè)最近的Fe原子間的距離為a=×，故答案為：8Fe＋2NH32Fe4N＋3H2； ×。