Question

【題目】鉻、鐵、鎳、銅等金屬及其化合物在工業(yè)上有重要用途。

（1）鉻元素基態(tài)原子的電子排布式為_________；硫酸銅溶于氨水，形成[Cu（NH3）4]SO4溶液，[Cu（NH3）4]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是______，_________接受孤對(duì)電子對(duì)；金屬銅的堆積方式為______。

（2）制備Cr2O2Cl2的反應(yīng)式為K2Cr2O2+3CCl4=2KCl+2Cr2O2Cl2+3COCl2↑。

①上述化學(xué)方程式中非金屬元素電負(fù)性由小到大的順序是_____________（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分子中中心原子的雜化方式為________，COCl2分子中ɑ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為__________。

③NiO、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6.9×10-2nm和7.8×10-2nm。則熔點(diǎn)：NiO_________FeO（填“>”、“<”或“=”）。

（4）Cu和Ca的合金呈粉末狀，極易被氧化，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：

①該晶體的化學(xué)式為_________，銅和鈣兩種金屬相比銅的熔點(diǎn)比鈣高，其原因是_______。

②已知該晶胞的密度為dg·cm-3，Ca半徑為r1cm，Cu半徑為r2cm，設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)，則該晶胞的空間利用率為________（用含d、r1、r2、NA的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d54s1 正四面體形 Cu 面心立方最密堆積 O>Cl>C sp2 3:1 > CaCu5 銅的金屬鍵比鈣的強(qiáng)，銅的熔點(diǎn)比鈣高 (πr13+5πr23)dNA/360

【解析】（1）鉻元素的核電荷數(shù)為24，基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d54s1；SO42-離子中價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+×（6+2-4×2）=4，孤電子對(duì)數(shù)為0，所以是正四面體體型；接受孤對(duì)電子對(duì)的是中心原子Cu；金屬銅的堆積方式為面心立方最密堆積；

（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；

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；

③NiO、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；

（4）①晶胞中Cu原子數(shù)為8×+1=5，Ca原子數(shù)為8×=1，該晶體的化學(xué)式為CaCu5；銅和鈣兩種金屬相比銅的熔點(diǎn)比鈣高，其原因是銅的金屬鍵比鈣的強(qiáng)，所以銅的熔點(diǎn)比鈣高；

②設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為acm，則晶胞的體積為a3cm3，NA個(gè)晶胞和質(zhì)量為（40+64×5）=360g，晶胞的密度dg·cm-3=360g÷（a3cm3×NA）則a3cm3=cm3,該晶胞的空間利用率為(πr13+5πr23)÷a3=(πr13+5πr23)dNA/360。