Question

【題目】Cu—Mn—Al合金為磁性形狀記憶合金材料之一，可用來(lái)制作各種新型的換能器、驅(qū)動(dòng)器、敏感元件和微電子機(jī)械操縱系統(tǒng)。

(1)下列狀態(tài)的鋁中，最外層電離出一個(gè)電子所需能量最小的是______(填標(biāo)號(hào))。

A. B.

C. D.

(2)AlCl3是某些有機(jī)反應(yīng)的催化劑，如苯與乙酰氯反應(yīng)的部分歷程為：

①乙酰氯分子中碳原子的雜化類型為____。

②乙酰氯分子中∠CCCl___120°(填“>”、“=”或“<”)，判斷理由是_______。

③的空間構(gòu)型為________。

(3)溫度不高時(shí)氣態(tài)氯化鋁為二聚分子(其結(jié)構(gòu)如圖所示)。

寫(xiě)出Al2Cl6的結(jié)構(gòu)式并標(biāo)出配位鍵______。

(4)Cu—Mn—合金的晶胞如圖a所示，該晶胞可視為Mn、Al位于Cu形成的立方體體心位置，圖b是沿立方格子對(duì)角面取得的截圖。

①若A原子的坐標(biāo)參數(shù)為(0，0，0)，C為(1，1，1)，則B原子的坐標(biāo)參數(shù)為_____。

②由晶胞可知該合金的化學(xué)式為_____。

③已知r(Cu)≈r(Mn)=127pm，r(Al)=143pm，則Cu原子之間的最短核間距離為____pm。

④該晶胞的密度為_____g·cm-3。(列出計(jì)算式即可，阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)

Answer 1

【答案】B sp3sp2 < 雙鍵對(duì)單鍵的排斥力大于單鍵對(duì)單鍵的排斥力 正四面體 (1，，) AlMnCu2 180或或311.76

【解析】

(1)鋁的第三電離能＞第二電離能＞第一電離能，基態(tài)大于激發(fā)態(tài)，ACD屬于基態(tài)、B屬于激發(fā)態(tài)，所以電離最外層一個(gè)電子所需能量最小的是B；

(2)①根據(jù)乙酰氯分子的結(jié)構(gòu)可知該物質(zhì)中甲基上的C原子形成4個(gè)σ鍵，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，為sp3雜化；另一個(gè)C原子形成3個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵，所以價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，為sp2雜化；

②雙鍵對(duì)單鍵的排斥力大于單鍵對(duì)單鍵的排斥力，所以乙酰氯分子中∠CCCl小于120°；

③中心鋁原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=4，不含孤電子對(duì)，所以為正四面體形；

(3)根據(jù)氯化鋁二聚分子的結(jié)構(gòu)可知每個(gè)氯原子與4個(gè)氯原子形成4個(gè)σ鍵，由于鋁原子最外層有只有3個(gè)電子，所以其中一個(gè)為配位鍵，由鋁提供空軌道，氯原子提供孤電子對(duì)，所以Al2Cl6的結(jié)構(gòu)式為；

(4)①A為原點(diǎn)，C為(1，1，1)，B為右面面心，所以B的坐標(biāo)為(1，，)；

②根據(jù)均攤法，該晶胞中Cu原子的個(gè)數(shù)為=8，Mn原子的個(gè)數(shù)為4，Al原子的個(gè)數(shù)為4，所以該合金的化學(xué)式為AlMnCu2；

③根據(jù)截面圖結(jié)合幾何知識(shí)可知[2r(Cu)+2r(Al)]為體對(duì)角線的一半，設(shè)晶胞的棱長(zhǎng)為a，則有a=2[2r(Cu)+2r(Al)]=4×(127+143)pm，所以a=pm；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知銅原子之間的最短核間距為棱長(zhǎng)的一半，即a=180pm或pm或311.76pm；

④晶胞的質(zhì)量m=g，晶胞的體積V=a3=()3pm3=(×10-10)3cm3，所以晶胞的密度=g·cm-3。