Question

7．在人類文明的歷程中，許多物質發(fā)揮過重要作用，如鐵、硝酸鉀、青霉素、聚乙烯、二氧化硅、富勒烯、含鉻物質等．
（1）Fe³⁺在基態(tài)時，價電子排布式為3d⁵．
（2）KNO₃中NO${\;}_{3}^{-}$的空間構型為平面正三角形，寫出與NO${\;}_{3}^{-}$互為等電子體的另一種陰離子的化學式：CO₃^2-．
（3）6氨基青霉烷酸的結構如圖1所示．結構中S原子的雜化方式是sp³；組成中C，N，O三種元素的第一電離能由大到小的順序是N＞O＞C，．
（4）富勒烯（C₆₀）的結構如圖2所示，該物質能與氯氣反應形成C₆₀Cl₁₀分子，1mol C₆₀Cl₁₀分子中含有碳碳單鍵的數目為65N_A．
（5）已知配合物CrCl₃•6H₂O中心原子Cr³⁺配位數為6，向含0.1mol CrCl₃•6H₂O的溶液中滴加2mol•L^-1 AgNO₃溶液，反應完全后共消耗  AgNO₃溶液50mL，則該配離子的化學式為[Cr（H₂O）₄Cl₂]⁺．

Answer 1

分析 （1）根據元素符號，判斷元素原子的核外電子數，再根據構造原理來寫；
（2）根據價層電子對互斥理論確定離子空間構型，根據等電子體是指具有相同價電子總數和原子總數的分子或離子來回答；
（3）根據價層電子對互斥理論判斷硫原子的雜化方式，同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，據此判斷第一電離能大小順序；
（4）根據晶體構成微粒判斷晶體類型；C₆₀分子中所有均達到8電子穩(wěn)定結構，則每個碳原子周圍要形成4對共用電子對，根據結構圖可知，每個碳周圍只有3個共價鍵，則應為兩個單鍵和一個雙鍵；
（5）能和硝酸銀反應生成白色沉淀的是配合物中外界氯離子，根據硝酸銀的物質的量計算配合物化學式中氯離子個數，再根據配位數確定內界，從而確定其化學式．

解答 解：（1）Fe元素為26號元素，原子核外有26個電子，所以核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，鐵原子失去最外層4s能級2個電子，然后失去3d能級上的1個電子形成Fe³⁺，Fe³⁺的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，所以基態(tài)Fe³⁺的價電子排布式為3d⁵；
故答案為：3d⁵；
（2）NO₃^-中N原子價層電子對=3+$\frac{1}{2}$（5+1-3×2）=3，且不含孤電子對，所以是平面三角形結構，NO₃^-中有4個原子，5+6×3+1=24個價電子，CO₃^2-有4個原子，4+6×3+2=24個價電子，所以與N0₃^-互為等電子體的另一種陰離子為CO₃^2-，
故答案為：平面正三角形；CO₃^2-；
（3）6氨基青霉烷酸結構中S形成2個σ鍵，孤對電子數為$\frac{6-2×1}{2}$=2，價層電子對個數=2+2=4，根據價層電子對互斥理論知硫原子的雜化方式為sp³，同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，C、N、O元素處于同一周期且原子序數逐漸增大，N處于第VA族，所以第一電離能N＞O＞C，
故答案為：sp³；N＞O＞C；
（4）根據富勒烯（C₆₀）的結構可以看出每個C原子和其它三個C原子成鍵，則每個碳原子必形成一個雙鍵、兩個單鍵，即每個碳原子實際占有$\frac{1}{2}$個雙鍵、1個單鍵，則C₆₀中共有C=C鍵數為30個、C-C單鍵數為60個；C₆₀Cl₁₀可看作C₆₀+5Cl₂→C₆₀Cl₁₀（加成而得），在加成過程中，斷開5個C=C鍵變?yōu)?個C-C鍵，同時形成10個C-Cl單鍵，此時有：C=C鍵數25個、C-C鍵數60+5=65個、C-Cl鍵數10個，所以1mol C₆₀Cl₁₀分子中含有碳碳單鍵的數目為65N_A，
故答案為：65N_A；
（5）能和硝酸銀反應生成白色沉淀的是配合物中外界氯離子，n（AgNO₃）=2mol•L^-1×0.05L=0.1mol，0.1molCrCl₃•6H₂O和0.1mol硝酸銀反應生成氯化銀沉淀，所以該配合物外界氯離子個數是1，則有2個氯原子是配位原子，該配合物的配位數是6，所以有4個水分子是配體，則該配離子的化學式為[Cr（H₂O）₄Cl₂]⁺
故答案為：[Cr（H₂O）₄Cl₂]⁺．

點評 本題考查較綜合，涉及電子數排布式的書寫、雜化方式的判斷、晶胞的計算、配合物化學式的確定等知識，都是學習重點，難點是（4）C₆₀Cl₁₀可看作C₆₀+5Cl₂→C₆₀Cl₁₀（加成而得）并利用數學方法法分析，題目難度中等．