Question

【題目】化學元素形成的單質或化合物在工農業(yè)生產、軍事國防、醫(yī)療生活各個領域發(fā)揮著重要的作用。

（1）鋼鐵分析中常用過硫酸鹽氧化法測定鋼中錳的含量，反應原理為：2Mn2++5S2O82—+8H2O2MnO4—+10SO42—+16H+

①基態(tài)S原子核外有____種不同空間運動狀態(tài)的電子。

②已知H2S2O8的結構如圖所示：

H2S2O8中硫原子的軌道雜化方式為________；上述反應每生成1molMnO4—，S2O82—斷裂的共價鍵類型及其數(shù)目分別為________、__________（設阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA）

（2）Fe可以與CN—、H2NCONH2（尿素）等多種配體形成配合物。

①請寫出與CN—互為等電子體的一種分子：______、一種離子：_________。

②組成尿素的第二周期元素的第一電離能由大到小的順序為：________，1molH2NCONH2（尿素）分子中含有σ鍵的數(shù)目為_______。

③FeN的晶胞如圖1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或b位置Fe，形成Cu替代型產物Fe(x—n)CunNy。

Cu處于周期表中_____區(qū)，其最高能層的符號為____，基態(tài)銅原子的價電子排布式為________。FexNy轉化為兩種Cu的替代型產物的能量變化如圖2所示，其中相對不穩(wěn)定的Cu替代型產物的化學式為_________。

（3）鉻是銀灰色的結晶體，質硬而脆，是制造不銹鋼、高速鋼的重要原料。

①CrO2Cl2常溫下為深紅色液體，能與CCl4、CS2等互溶，據此可判斷CrO2Cl2是____（填“極性”或“非極性”）分子

②CrCl3·6H2O實際上是配合物，配位數(shù)是6，其固體有三種顏色，其中一種淺綠色固體于足量硝酸銀反應時，1mol固體可生成1molAgCl沉淀，則這種淺綠色固體中陽離子的化學式為_______。

Answer 1

【答案】16 sp3 σ鍵（或非極性鍵） 2.5NA CO C22- N＞O＞C 7NA ds N 3d104s1 FeCu3N 非極性 [Cr(H2O)4Cl2]+

【解析】

（1）①原子核外沒有兩個運動狀態(tài)完全相同的電子，有幾個電子就有幾種運動狀態(tài)，硫原子核外有16個電子，所以有16種不同運動狀態(tài)的電子，故答案為：16。

②H2S2O8中，硫原子價層電子對數(shù)=σ鍵電子對+中心原子上的孤電子對=4+(6-4×1-2)=4，所以采取sp3雜化；由方程式可知生成MnO4-時，S2O82-轉化為SO42-，斷掉中間的過氧鍵，即非極性鍵（或σ鍵），反應生成1molMnO4-，需要反應2.5NA的S2O82-，即斷裂2.5NA的非極性鍵。故答案為：sp3雜化；σ鍵（或非極性鍵）；2.5NA。

（2）①價電子數(shù)與原子數(shù)都分別相等的粒子是等電子體，因此與CN-互為等電子體的一種分子和一種離子的化學式分別是CO和C22-，故答案為：CO、C22-。

②組成尿素的第二周期元素為N、C、O，同周期從左向右第一電離能增大，氮原子2p軌道半充滿，為穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能大于O，因此第一電離能大小順序是N>O>C；由尿素分子的結構式可知：1個C—N鍵中含有1個σ鍵，1個C=O鍵含有1個σ鍵，σ鍵的數(shù)目為3，每個亞氨基中σ鍵的數(shù)目2，一分子尿素中含σ鍵的數(shù)目為3+2×2=7，故每摩爾尿素中含有σ鍵的數(shù)目為7NA，故答案為：N＞O＞C，7NA。

③Cu的價電子排布式為3d104s1，位于第四周期IB族，屬于ds區(qū)；最高能層符號為N；Cu屬于副族元素，價電子包括最外層電子，以及次外層的d能級，即基態(tài)銅原子的價電子排布式為3d104s1；能量低的晶胞穩(wěn)定性強，即Cu替代a位置Fe型晶胞更穩(wěn)定，每個晶胞均攤：Cu原子的個數(shù)為8×1/8=1，Fe位于面心，Fe原子的個數(shù)為6×1/2=3，N位于體心，N原子個數(shù)1，則Cu替代a位置Fe型化學式為Fe3CuN，故答案為：ds，N，3d104s1，FeCu3N。

（3）①CCl4、CS2都是非極性分子，非極性分子的溶質極易溶于非極性分子形成的溶劑，根據相似相溶原理知，CrO2Cl2是非極性分子，故答案為：非極性。

②1mol固體可生成1mol氯化銀沉淀，說明該配合物的分子的外界有1個氯離子，則該配合物陽離子帶1個單位的正電荷，其配位數(shù)是6，根據氯原子守恒知，則該配合物內界中含有2個氯原子和4個水分子，所以其陽離子為[Cr(H2O)4Cl2]+，故答案為：[Cr(H2O)4Cl2]+。