Question

7．在人類文明的歷程中，許多物質(zhì)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(zhì)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(gòu)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(xué)式：CO₃^2-．
（3）6氨基青霉烷酸的結(jié)構(gòu)如圖1所示．結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)如圖2所示，該物質(zhì)能與氯氣反應(yīng)形成C₆₀Cl₁₀分子，1mol C₆₀Cl₁₀分子中含有碳碳單鍵的數(shù)目為65N_A．
（5）已知配合物CrCl₃•6H₂O中心原子Cr³⁺配位數(shù)為6，向含0.1mol CrCl₃•6H₂O的溶液中滴加2mol•L^-1 AgNO₃溶液，反應(yīng)完全后共消耗  AgNO₃溶液50mL，則該配離子的化學(xué)式為[Cr（H₂O）₄Cl₂]⁺．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元素符號，判斷元素原子的核外電子數(shù)，再根據(jù)構(gòu)造原理來寫；
（2）根據(jù)價層電子對互斥理論確定離子空間構(gòu)型，根據(jù)等電子體是指具有相同價電子總數(shù)和原子總數(shù)的分子或離子來回答；
（3）根據(jù)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(shù)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(jù)此判斷第一電離能大小順序；
（4）根據(jù)晶體構(gòu)成微粒判斷晶體類型；C₆₀分子中所有均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則每個碳原子周圍要形成4對共用電子對，根據(jù)結(jié)構(gòu)圖可知，每個碳周圍只有3個共價鍵，則應(yīng)為兩個單鍵和一個雙鍵；
（5）能和硝酸銀反應(yīng)生成白色沉淀的是配合物中外界氯離子，根據(jù)硝酸銀的物質(zhì)的量計算配合物化學(xué)式中氯離子個數(shù)，再根據(jù)配位數(shù)確定內(nèi)界，從而確定其化學(xué)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⁺，F(xiàn)e³⁺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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)中S形成2個σ鍵，孤對電子數(shù)為$\frac{6-2×1}{2}$=2，價層電子對個數(shù)=2+2=4，根據(jù)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(shù)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(shù)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(jù)富勒烯（C₆₀）的結(jié)構(gòu)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(shù)為30個、C-C單鍵數(shù)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(shù)25個、C-C鍵數(shù)60+5=65個、C-Cl鍵數(shù)10個，所以1mol C₆₀Cl₁₀分子中含有碳碳單鍵的數(shù)目為65N_A，
故答案為：65N_A；
（5）能和硝酸銀反應(yīng)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(yīng)生成氯化銀沉淀，所以該配合物外界氯離子個數(shù)是1，則有2個氯原子是配位原子，該配合物的配位數(shù)是6，所以有4個水分子是配體，則該配離子的化學(xué)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(shù)排布式的書寫、雜化方式的判斷、晶胞的計算、配合物化學(xué)式的確定等知識，都是學(xué)習(xí)重點，難點是（4）C₆₀Cl₁₀可看作C₆₀+5Cl₂→C₆₀Cl₁₀（加成而得）并利用數(shù)學(xué)方法法分析，題目難度中等．