Question

【题目】【化学-物质结构与性质】许多过渡元素(如锰、钒、铬、铁、铜等)的化合物对化学反应具有良好的催化性。回答下列问题:

(1)基态铬原子的价层电子排布式为_________；Mn2+的稳定性强于Mn3+，其原因是_______。

(2)已知常温下,H2CrO4的K1=4.1、K2=1×10-5，从结构的角度上看，K2<<K1的原因是_________。已知Cr2(SO4)3的熔点为100℃、沸点为330℃，则Cr2(SO4)3晶体中微粒间的相互作用力是__________。

(3)SO2与氧气在V2O5催化作用下反应可转化为SO3,则转化过程中_____(填字母)没有发生变化。

a.中心原子轨道杂化类型 b.键角 c.分子的极性

(4)+5价钒能形成多种含氧酸根盐，其中某种钠盐的酸根离子是一种具有无限链状结构的离子(见下图)，则该酸根离子的化学式为__________。

(5)CuSO4溶液中Cu2+是以[Cu(H2O)4]2+形式存在的，向CuSO4溶液中加入过量氨水后会得到[Cu(NH3)4]2+，则上述两种配离子中稳定性较强的是_________，N、O、S、Cu四种元素的第一电离能由大到小的顺序为__________。

Answer 1

【答案】 3d54s1 Mn2+的3d能级为半充满状态而Mn3+不是 第二步电离产生的二价酸根离子重新结合H+的能力强于第一步电离产生的一价酸根离子结合H+的能力 范德华力 a (VO3)nn- (或VO3-) [Cu(NH3)4]2+ N>O>S>Cu

【解析】（1）Cr为37号元素，则基态铬价电子排布式为1s22s22p63s23p63s23p63d54s1，所以基态铬原子的价电子排布式是3d54s1；Mn为25号元素，Mn的价电子排布式为：3d54s2，Mn2+的价层电子排布式为3d5，Mn3+的价层电子排布式为3d4，Mn2+的3d能级为半充满状态而Mn3+不是，故Mn2+的稳定性强于Mn3+。故答案为：3d54s1；Mn2+的3d能级为半充满状态而Mn3+不是。

（2）第二步电离产生的二价酸根离子重新结合H+的能力强于第一步电离产生的一价酸根离子结合H+的能力，所以H2CrO4的K2<1。

（3）a．SO2的价层电子对个数=2+=3，所以硫原子采取sp2杂化；SO3中价层电子对个数=3+=3，硫原子采取sp2杂化，故a正确；b．SO2分子为V形结构，有1对孤对电子，键角是为119.5°，SO3分子为平面正三角形结构，没有孤对电子，键角为120°，故b错误；c．SO2分子结构对称，是非极性分子，SO3不对称，是极性分子，故c错误。故选a。

（4）由链状结构可知，每个V与3个O形成阴离子，且V的化合价为+5价，则该酸根离子的化学式为(VO3)nn- (或VO3-)。故答案为：(VO3)nn- (或VO3-)。

（5）[Cu(H2O)4]2+转化为[Cu(NH3)4]2+，且N原子的配位能力比O原子的配位能力强，则[Cu(NH3)4]2+更稳定。Cu为金属元素，第一电离能最大；N、O元素处于第二周期，且N元素2p能级处于半充满稳定状态，能量低，所以N元素的第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能，则N＞O；同主族元素，随着电子层的增多，第一电离能逐渐减小，则第一电离能O＞S，故第一电离能大小顺序为N＞O＞S＞Cu。故答案为：[Cu(NH3)4]2+；N＞O＞S＞Cu。