Question

第四周期過渡元素Fe、Ti可與C、H、N、O形成多種化合物．
（1）①H、C、N、O四種元素的電負性由小到大的順序為

 

．
②下列敘述不正確的是

 

．（填字母）
A．因為HCHO與水分子間能形成氫鍵，所以HCHO易溶于水
B．HCHO和CO₂分子中的中心原子均采用sp²雜化
C．C₆H₆分子中含有6個σ鍵和1個大π鍵，C₂H₂是非極性分子
D．CO₂晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低
③氰酸（HOCN）是一種鏈狀分子，它與異氰酸（HNCO）互為同分異構(gòu)體，其分子內(nèi)各原子最外層均已達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，試寫出氰酸的結(jié)構(gòu)式

 

．
（2）Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道能與一些分子或離子形成配合物．
①與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應具備的結(jié)構(gòu)特征是

 

②六氰合亞鐵離子[Fe（CN）₆]^4-中不存在

 

．
A．共價鍵   B．非極性鍵   C．配位鍵   D．σ鍵   E．π鍵
寫出一種與CN^-互為等電子體的單質(zhì)分子式

 

．
（3）SO₃分子的立體構(gòu)型為

 

，SeO₃^2-的立體構(gòu)型為

 

（4）一種Al-Fe合金的立體晶胞如圖所示．請據(jù)此回答下列問題：
①確定該合金的化學式

 

．
②若晶胞的棱長為a pm，則晶體的密度為

 

 g/cm³，則此合金中最近的Fe原子與Al原子之間的距離為

 

pm．

Answer 1

考點：晶胞的計算,元素電離能、電負性的含義及應用,“等電子原理”的應用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）①元素的非金屬性越強，其電負性越強，同一周期中，元素的電負性隨著原子序數(shù)的增大而增大；
②分子中含有羥基，與水可以形成氫鍵，二氧化碳為sp雜化，苯中碳碳鍵含有6個σ鍵，另外還有6個碳氫σ鍵；
③碳為四配位，氮為三配位，氧為兩配位，氰酸（HOCN）是一種鏈狀分子，且其分子內(nèi)各原子最外層均已達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故N≡C-O-H；
（2）①形成配離子具備的條件為：中心原子具有空軌道，配體具有孤對電子對；
②六氰合亞鐵離子[Fe（CN）₆]^4-中Fe²⁺與CN^-形成配位鍵，CN^-中存在C≡N三鍵，三鍵中有1個σ鍵2個π鍵；
CN^-中C原子與1個單位負電荷用N原子替換可得CN^-等電子體的單質(zhì)；
（3）根據(jù)計算中心原子價電子對數(shù)可以判斷分子或離子的空間構(gòu)型；
（4）①由晶胞圖2，晶胞中含有4個Al原子，且都位于晶胞內(nèi)部，則晶胞平均含有4個Al，晶胞中Fe位于頂點的有8個，位于面心的有6個，位于棱上的有12個，位于體心的有1個，根據(jù)均攤法計算；
②一個晶胞中含有8個Fe原子和4個Al原子，晶胞的質(zhì)量為

56×8+27×4

NA

g，晶體的密度ρ=

m

V

計算；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，最近的Fe原子與Al原子之間的距離為體對角線的

1

4

，據(jù)此可解答．

解答： 解：（1）①元素的非金屬性越強，其電負性越強，同一周期中，元素的電負性隨著原子序數(shù)的增大而增大，所以C、N、H、O四種元素的電負性由小到大的順序為H＜C＜N＜O，故答案為：H＜C＜N＜O；
②A、甲醛中含有羥基，與水可以形成氫鍵，故A正確；
B、二氧化碳為sp雜化，故B錯誤；
C、苯中碳碳鍵含有6個σ鍵，每個碳氫鍵含有一個σ鍵，苯分子中一共含有12個，故C錯誤；
D、常溫下二氧化碳為氣體，二氧化硅為固體，CO₂晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低，故D正確；
故答案為：BC；
③氰酸（HOCN）是一種鏈狀分子，且其分子內(nèi)各原子最外層均已達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，碳為四配位，氮為三配位，氧為兩配位，故N≡C-O-H，
故答案為：N≡C-O-H；
（2）①形成配離子具備的條件為：中心原子具有空軌道，配體具有孤對電子對，故答案為：具有孤對電子；
②六氰合亞鐵離子[Fe（CN）₆]^4-中Fe²⁺與CN^-形成配位鍵，CN^-中存在C≡N三鍵，為極性共價鍵，三鍵中有1個σ鍵2個π鍵，所以CN^-中共價鍵、配位鍵、σ鍵、π鍵；CN^-中C原子與1個單位負電荷用N原子替換可得CN^-等電子體的單質(zhì)為N₂，故答案為：B；N₂；
（3）在SO₃分子中，硫原子周圍的價電子對數(shù)為

6

2

=3，所以SO₃的立體構(gòu)型為平面三角形，在SeO₃^2-的中硒原子周圍的價電子對數(shù)為

6+2

2

=4，所以SeO₃^2-的立體構(gòu)型為三角錐形，故答案為：平面三角形、三角錐形；
（4）①由晶胞圖2，晶胞中含有4個Al原子，且都位于晶胞內(nèi)部，則晶胞平均含有4個Al，晶胞中Fe位于頂點的有8個，位于面心的有6個，位于棱上的有12個，位于體心的有1個，含有Fe原子數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

+12×

1

4

+1=8，F(xiàn)e與 Al原子數(shù)目之比為8：4=2：1，故該合金的化學式為Fe₂Al，故答案為：Fe₂Al；
②一個晶胞中含有8個Fe原子和4個Al原子，晶胞的質(zhì)量為

56×8+27×4

NA

g，晶體的密度ρ=

m

V

=

56×8+27×4 NA g

(apm)3

=92.35×10⁷/a³（g/cm³）；因為晶胞的體對角線為

3

apm，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，最近的Fe原子與Al原子之間的距離為體對角線的

1

4

，所以最近的Fe原子與Al原子之間的距離為

1

4

×

3

apm=

3

4

apm，
故答案為：92.35×10⁷/a³；

3

4

a．

點評：本題考查了原子軌道的雜化、電負性、等電子體、配合物結(jié)構(gòu)、分子的空間構(gòu)型、晶胞的計算等知識，其中晶胞的計算是較錯的點，解題時要注意．