Question

【題目】我國化學家合成的鉻的化合物，通過烷基鋁和[ph3C]+[B(C6F5)4]-活化后，對乙烯聚合表現(xiàn)岀較好的催化活性。合成銘的化合物過程中一步反應如下，該反應涉及H、C、N、O、Cl、Cr等多種元素。

回答下列問題：

(1)下列狀態(tài)的氯中，電離最外層一個電子所需能量最大的是_____________(填標號)。

A． B．

C． D．

(2)化合物乙中碳原子采取的雜化方式為______，化合物丙中a、b、n、m處的化學鍵是配位鍵的是______(填字母)處。

(3)Cr3+具有較強的穩(wěn)定性，Cr3+的核外電子排布式為______；已知沒有未成對d電子的過渡金屬離子形成的水合離子是無色的，Ti4+、V3+、Ni2+三種離子的水合離子為無顏色的是______(填離子符號)。

(4)ClO3-的鍵角小于ClO4-的鍵角，原因是______。

(5)根據結構與性質的關系解釋，HNO2的酸性比HNO3弱的原因：______。

(6)水在合成鉻的化合物的過程中作溶劑。研究表明水能凝結成13種類型的結晶體。其中重冰(密度比水大)屬于立方晶系，其立方晶胞沿x、y、z軸的投影圖如圖所示，晶體中的H2O配位數為_____晶胞邊長為a pm，則重冰的密度為 ____g·cm-3（寫出數學表達式，NA為阿伏伽徳羅常數）。

Answer 1

【答案】D sp2、sp3 b 1s22s22p63s23p63d3 Ti4+ ClO3-中氯原子有一個孤電子對，ClO3-中孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于ClO4-中成鍵電子對間的排斥力。 HNO2和HNO3可表示為(HO)NO和(HO)NO2，(HO)NO中N為+3價，(HO)NO2中N為+5價，正電性更高，使N-O-H中O的電子更向N偏移，致使更容易電離出H+ 8 ×1030

【解析】

(1)同一原子，電離能逐漸增大，所以失去電子數越多，在電離最外層一個電子所需能量越大分析解答；

(2)化合物乙中碳原子有飽和碳原子和形成苯環(huán)的碳原子兩種類型，據此分析雜化方式；

根據配位鍵是一個原子單方面提供電子對與另外原子共用，結合化合物丙中a、b、n、m處的化學鍵分析；

(3)根據構造原理書寫Cr原子核外電子排布式，Cr原子失去3個能量較高的電子得到Cr3+，據此書寫其電子排布式；根據沒有未成對d電子的過渡金屬離子形成的水合離子是無色的，及Ti4+、V3+、Ni2+三種離子的核外電子排布分析判斷；

(4)根據中心原子的電子形成化學鍵情況，結合孤電子對的排斥作用大于成鍵電子對的排斥作用分析判斷；

(5)根據分子中羥基受到中心原子吸引力大小分析；

(6)立方晶胞沿x、y或z軸的投影圖如圖可知為體心立方堆積。其配位數為8；每個晶胞中水分子個數為2，再用公式ρ=計算晶胞密度。

(1)A、C表示的微粒都是Cl原子，由于A是基態(tài)，C是激發(fā)態(tài)，微粒含有的能量：C＞A，則穩(wěn)定性：A＞C，所以失去1個電子需要能量：A＞C；

B、D表示微粒都是Cl+，是Cl原子失去1個電子后得到的，微粒含有的能量：B＞D，則穩(wěn)定性：D＞B。所以失去1個電子需要能量：D＞B；從帶一個單位正電荷的陽離子再失去1個電子需要的能量要比從中性原子失去1個電子需要的能量高，所以選項微粒失去1個電子需要能量最多的是D表示的微粒；

(2)化合物乙中碳原子有飽和碳原子和形成苯環(huán)的碳原子兩種類型，飽和C原子采用sp3雜化，形成苯環(huán)的C原子采用sp2雜化；

根據圖示可知：在化合物丙中a、b、n、m處的化學鍵，a、n、m都是一般共價鍵，而b處是N原子提供電子對與Cr原子共用，因此該共價鍵為配位鍵；

(3)Cr是24號元素，根據構造原理可得Cr原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d44s2，Cr原子失去2個4s電子和1個3d電子得到Cr3+，則其電子排布式為：1s22s22p63s23p63d3；

Ti4+核外電子排布是：1s22s22p63s23p4，沒有3d電子，則其水合離子為無顏色；

V3+核外電子排布是：1s22s22p63s23p63d2，有未成對d電子，其水合離子為有顏色；

Ni2+核外電子排布是：1s22s22p63s23p63d8，有未成對d電子，其水合離子為有顏色；故上述三種離子中水合離子無顏色的是Ti4+；

(4)ClO3-中氯原子有一個孤電子對，ClO3-中孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于ClO4-中成鍵電子對間的排斥力，導致鍵角：ClO3-＜ClO４-；

(5)HNO2和HNO3都是一元酸，分子中都含有1個-OH，可分別表示為(HO)NO和(HO)NO2，(HO)NO中N為+3價，(HO)NO2中N為+5價，正電性更高，使N-O-H中O的電子更向N偏移，致使更容易電離出H+，因此酸性：HNO2＜HNO3；

(6)立方晶胞沿x、y或z軸的投影圖如圖可知為體心立方堆積。其配位數為8；每個晶胞中水分子個數為×8+1=2，則由晶胞密度ρ=×1030g/cm3。