Question

【题目】我国化学家合成的铬的化合物，通过烷基铝和[ph3C]+[B(C6F5)4]-活化后，对乙烯聚合表现岀较好的催化活性。合成铭的化合物过程中一步反应如下，该反应涉及H、C、N、O、Cl、Cr等多种元素。

回答下列问题：

(1)下列状态的氯中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_____________(填标号)。

A． B．

C． D．

(2)化合物乙中碳原子采取的杂化方式为______，化合物丙中a、b、n、m处的化学键是配位键的是______(填字母)处。

(3)Cr3+具有较强的稳定性，Cr3+的核外电子排布式为______；已知没有未成对d电子的过渡金属离子形成的水合离子是无色的，Ti4+、V3+、Ni2+三种离子的水合离子为无颜色的是______(填离子符号)。

(4)ClO3-的键角小于ClO4-的键角，原因是______。

(5)根据结构与性质的关系解释，HNO2的酸性比HNO3弱的原因：______。

(6)水在合成铬的化合物的过程中作溶剂。研究表明水能凝结成13种类型的结晶体。其中重冰(密度比水大)属于立方晶系，其立方晶胞沿x、y、z轴的投影图如图所示，晶体中的H2O配位数为_____晶胞边长为a pm，则重冰的密度为 ____g·cm-3（写出数学表达式，NA为阿伏伽徳罗常数）。

Answer 1

【答案】D sp2、sp3 b 1s22s22p63s23p63d3 Ti4+ ClO3-中氯原子有一个孤电子对，ClO3-中孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于ClO4-中成键电子对间的排斥力。 HNO2和HNO3可表示为(HO)NO和(HO)NO2，(HO)NO中N为+3价，(HO)NO2中N为+5价，正电性更高，使N-O-H中O的电子更向N偏移，致使更容易电离出H+ 8 ×1030

【解析】

(1)同一原子，电离能逐渐增大，所以失去电子数越多，在电离最外层一个电子所需能量越大分析解答；

(2)化合物乙中碳原子有饱和碳原子和形成苯环的碳原子两种类型，据此分析杂化方式；

根据配位键是一个原子单方面提供电子对与另外原子共用，结合化合物丙中a、b、n、m处的化学键分析；

(3)根据构造原理书写Cr原子核外电子排布式，Cr原子失去3个能量较高的电子得到Cr3+，据此书写其电子排布式；根据没有未成对d电子的过渡金属离子形成的水合离子是无色的，及Ti4+、V3+、Ni2+三种离子的核外电子排布分析判断；

(4)根据中心原子的电子形成化学键情况，结合孤电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用分析判断；

(5)根据分子中羟基受到中心原子吸引力大小分析；

(6)立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如图可知为体心立方堆积。其配位数为8；每个晶胞中水分子个数为2，再用公式ρ=计算晶胞密度。

(1)A、C表示的微粒都是Cl原子，由于A是基态，C是激发态，微粒含有的能量：C＞A，则稳定性：A＞C，所以失去1个电子需要能量：A＞C；

B、D表示微粒都是Cl+，是Cl原子失去1个电子后得到的，微粒含有的能量：B＞D，则稳定性：D＞B。所以失去1个电子需要能量：D＞B；从带一个单位正电荷的阳离子再失去1个电子需要的能量要比从中性原子失去1个电子需要的能量高，所以选项微粒失去1个电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饱和碳原子和形成苯环的碳原子两种类型，饱和C原子采用sp3杂化，形成苯环的C原子采用sp2杂化；

根据图示可知：在化合物丙中a、b、n、m处的化学键，a、n、m都是一般共价键，而b处是N原子提供电子对与Cr原子共用，因此该共价键为配位键；

(3)Cr是24号元素，根据构造原理可得Cr原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2，Cr原子失去2个4s电子和1个3d电子得到Cr3+，则其电子排布式为：1s22s22p63s23p63d3；

Ti4+核外电子排布是：1s22s22p63s23p4，没有3d电子，则其水合离子为无颜色；

V3+核外电子排布是：1s22s22p63s23p63d2，有未成对d电子，其水合离子为有颜色；

Ni2+核外电子排布是：1s22s22p63s23p63d8，有未成对d电子，其水合离子为有颜色；故上述三种离子中水合离子无颜色的是Ti4+；

(4)ClO3-中氯原子有一个孤电子对，ClO3-中孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于ClO4-中成键电子对间的排斥力，导致键角：ClO3-＜ClO４-；

(5)HNO2和HNO3都是一元酸，分子中都含有1个-OH，可分别表示为(HO)NO和(HO)NO2，(HO)NO中N为+3价，(HO)NO2中N为+5价，正电性更高，使N-O-H中O的电子更向N偏移，致使更容易电离出H+，因此酸性：HNO2＜HNO3；

(6)立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如图可知为体心立方堆积。其配位数为8；每个晶胞中水分子个数为×8+1=2，则由晶胞密度ρ=×1030g/cm3。