Question

【題目】我國(guó)科學(xué)家借助自主研制的新型鎢鈷鐵合金催化劑攻克了單壁碳納米管結(jié)構(gòu)的可控制備難題。海底金屬軟泥是在海底覆蓋著的一層紅棕色沉積物，蘊(yùn)藏著大量的金屬資源，含有鎢、鐵、錳、鋅、鈷等。

(1)基態(tài)鈷原子的核外未成對(duì)電子數(shù)為__________。單壁碳納米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圓柱體，其碳原子的雜化方式為__________。

(2)納米結(jié)構(gòu)氧化鈷可在室溫下將甲硫醛(CH2S)完全催化氧化，甲醛分子屬__________(填“極性”或“非極性”)分子，其中心原子的VSEPR構(gòu)型為__________。

(3)六羰基鎢[W(CO)6]的熔點(diǎn)為172℃，是一種重要的無機(jī)金屬配合物，可溶于多數(shù)有機(jī)溶劑。三種組成元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span> __________(用元素符號(hào)表示)。配體CO中與W形成配位鍵的原子是C而不是O，原因是 ____________。

(4)多原子分子中各原子若在同一平面內(nèi)，且有相互平行的p軌道，則p電子可在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng)，形成“離域π鍵”。下列物質(zhì)中存在“離域π鍵”的是 ____________(填字母)。

A.苯 B.二氧化硫 C.四氯化碳 D.環(huán)己烷

(5) Fe2+、Fe3+能與CN-形成絡(luò)離子，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。該離子可形成鐵藍(lán)鉀鹽，該鉀鹽的化學(xué)式為___________。

(6)圖2是從鐵氧體離子晶體Fe3O4中取出的能體現(xiàn)其晶體結(jié)構(gòu)的一個(gè)立方體，該立方體是不是Fe3O4的晶胞__________(填“是”或“否”)；立方體中鐵離子處于氧離子圍成的 _________(填空間結(jié)構(gòu))空隙；根據(jù)上圖計(jì)算Fe3O4晶體的密度為 ________gcm-3。(圖中a=0.42nm，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】3 sp2 極性 平面三角形 O>C>W C原子半徑比O大，電負(fù)性小，對(duì)孤對(duì)電子吸引較弱，所以C原子更易提供孤對(duì)電子，更容易形成配位鍵 AB KFe2(CN)6 是 正八面體 5.2

【解析】

(1)Co元素是27號(hào)元素，核外電子排布式為：[Ar]3d74s2；

(2)根據(jù)價(jià)層電子互斥理論確定分子構(gòu)型；

(3)同周期主族元素自左而右電負(fù)性增大，一般非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大；在六羰基鎢中，W是中心原子，CO是配體，由于C原子半徑比O大，電負(fù)性小，對(duì)孤對(duì)電子的吸引力較弱，更容易形成配位鍵；

(4)多原子分子中各原子若在同一平面內(nèi)，且有相互平行的p軌道，則p電子可在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng)，形成“離域π鍵”，

A.苯分子中的苯環(huán)上的C原子可以形成“離域π鍵”，其“離域π鍵”為；

B.二氧化硫分子中的中心原子S與兩個(gè)O原子中有相互平行的p軌道，可以形成“離域π鍵”，其“離域π鍵”為；

C.四氯化碳分子中只存在σ鍵，不存在π鍵；

D.環(huán)己烷分子中只存在σ鍵，不存在π鍵；

(5)根據(jù)圖1離子晶胞結(jié)構(gòu)分析，Fe2+、Fe3+能與CN-絡(luò)合后形成的離子為[(CN)3-；

(6)根據(jù)晶胞粒子的排布，確定晶胞中微粒的個(gè)數(shù)，根據(jù)ρ=計(jì)算。

(1)Co元素是27號(hào)元素，核外電子排布式為：[Ar]3d74s2，3d上有3個(gè)成對(duì)電子；碳原子形成3個(gè)C-C鍵，沒有孤電子對(duì)，雜化軌道為3，碳原子雜化方式為：sp2；

(2)甲醛分子中C原子形成3個(gè)σ鍵，沒有孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+0=3，空間構(gòu)型為平面三角形，正負(fù)電荷重心不重合，屬于極性分子；

(3)同周期主族元素自左而右電負(fù)性增大，一般非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，故電負(fù)性：O>C>W；在六羰基鎢[W(CO)6]分子中，W是中心原子，CO是配體，由于C原子半徑比O大，電負(fù)性小，對(duì)孤對(duì)電子的吸引力較弱，更容易形成配位鍵，所以配體CO中與W形成配位的原子是C而不是O；

(4)多原子分子中各原子若在同一平面內(nèi)，且有相互平行的p軌道，則p電子可在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng)，形成“離域π鍵”，

A.苯分子中的苯環(huán)上的C原子可以形成“離域π鍵”，其“離域π鍵”為，A正確；

B.二氧化硫分子中的中心原子S與兩個(gè)O原子中有相互平行的p軌道，可以形成“離域π鍵”，其“離域π鍵”為，B正確；

C.四氯化碳分子中只存在σ鍵，不存在π鍵，C錯(cuò)誤；

D.環(huán)己烷分子中只存在σ鍵，不存在π鍵，D錯(cuò)誤；

故答案為：AB；

(5)根據(jù)圖1離子晶胞結(jié)構(gòu)分析，Fe2+、Fe3+能與CN-絡(luò)合后形成的離子為[(CN)3-，所以該離子形成的鉀鹽的化學(xué)式為K0.5[(CN)3]，即KFe2(CN)6；

(6)根據(jù)晶胞粒子的排布，該立方體是Fe3O4的晶胞，立方體中Fe3+處于圍成的正八面體空隙，1個(gè)立方體中含有Fe3+的個(gè)數(shù)為4×+3×=2個(gè)，含有Fe2+的個(gè)數(shù)為1個(gè)，含有O2-的個(gè)數(shù)為12×+1=4個(gè)，1mol立方體的質(zhì)量為m=56×3+16×4g，1個(gè)立方體體積為V=(a×10-7)3cm3，則晶體密度為ρ===5.2g/cm3。