Question

【題目】碳、氧、氮、鎂、鉻、鐵、銅是幾種重要的元素，請回答下列問題：

（1）在第二周期的元素中，第一電離能介于B與N之間的元素有_________種。

（2）查閱相關資料發現MgO的熔點比CuO的熔點高得多，其原因是____________________。

（3）Fe與CO能形成一種重要的催化劑Fe(CO)5，該分子中σ鍵與π鍵個數比為______________。請寫出一個與CO互為等電子體的離子：____________________。

（4）金屬鉻是一種銀白色，極硬，耐腐蝕的金屬，鉻的化合物種類繁多，如：Cr2(SO4)3、K2Cr2O7以及配離子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+。

①K2Cr2O7具有很強的氧化性，能直接將CH3CH2OH氧化成CH3COOH，試寫出基態鉻原子的價層電子排布式：_______________；CH3COOH分子中碳原子的雜化類型為_________________;乙醇和丙烷相對分子質量相近，但乙醇的熔、沸點比丙烷高很多，試解釋其主要原因：____________________________________。

②該配離子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+中，中心離子的配位數為_______，NH3的VSEPR模型為_______。

③圖為Cu-Cr形成的一種合金的晶胞(假設晶體中原子之間彼此相切)，單獨屬于該晶胞的Cu原子共有三個，其原子坐標可分別表示為：（，0，0）、(0， ，0)、_______；已知晶胞中Cr和Cu原子間的最近距離為apm,則該晶體的密度為_______g·cm-3(用含a的代數式表示，設NA為阿伏加德羅常數的值)。

Answer 1

【答案】 3 Mg2+半徑比Cu2+半徑小，MgO的晶格能比CuO高，因此MgO的熔點高 1∶1 3d54s1 sp3、sp2 二者形成的晶體均為分子晶體，但乙醇分子間能形成氫鍵的作用，使分子間作用力增大，因此熔、沸點比丙烷高 6 四面體形 （0，0， ） ×1030

【解析】(1)同一周期，從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，在第二周期的元素中，第一電離能介于B與N之間的元素有Be、C、O，共3種元素，故答案為：3；

(2)Mg2+半徑比Cu2+半徑小，MgO的晶格能比CuO高，因此MgO的熔點高，故答案為：Mg2+半徑比Cu2+半徑小，MgO的晶格能比CuO高，因此MgO的熔點高；

(3)Fe(CO)5分子中存在5個配位鍵和5個C≡O，σ鍵與π鍵個數比為(5+5) ∶5×2=1:1，與CO互為等電子體的離子為，故答案為：1∶1； ；

(4)①Cr為24號元素，基態鉻原子的價層電子排布式為3d54s1；CH3COOH分子中有2種碳原子，其中甲基中的碳原子采取sp3雜化，羧基中的碳原子采取sp2雜化；乙醇和丙烷相對分子質量相近，但乙醇的熔、沸點比丙烷高很多，是因為乙醇分子間能形成氫鍵，故答案為：3d54s1；sp3、sp2；二者形成的晶體均為分子晶體，但乙醇分子間能形成氫鍵的作用，使分子間作用力增大，因此熔、沸點比丙烷高；

②配離子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+的中心離子的配位數為3+3=6，NH3中的N原子的價層電子對數=3+ (5-1×3)=4，VSEPR模型為四面體形，故答案為：6；四面體形；

③根據Cu-Cr形成的合金的晶胞，單獨屬于該晶胞的Cu原子共有三個，其原子坐標可分別表示為：(，0，0)、(0， ，0)，分別處于x軸和y軸上，則第三個處于z軸上，坐標為(0，0， )；已知晶胞中Cr和Cu原子間的最近距離為apm，則晶胞的邊長為apm，晶胞中含有Cr原子數=8×=1，Cu原子數=12×=3，晶胞的質量=g=g，晶胞的體積為(apm)3=(a×10-10)3 cm3，則該晶體的密度為=×1030 g·cm-3，故答案為：(0，0， )； ×1030。