Question

【題目】鈦、鉻、鐵、鎳、銅等金屬及其化合物在工業上有重要用途。

(1)鈦鐵合金是鈦系儲氫合金的代表，該合金具有放氫溫度低、價格適中等優點。

①Ti的基態原子價電子排布式為________________。

②Fe的基態原子共有________種不同能級的電子。

(2)制備CrO2Cl2的反應為K2Cr2O7＋3CCl4===2KCl＋2CrO2Cl2＋3COCl2↑。

①上述化學方程式中非金屬元素電負性由大到小的順序是____________(用元素符號表示)。

②COCl2分子中所有原子均滿足8電子構型，COCl2分子中σ鍵和π鍵的個數比為________，中心原子的雜化方式為________。

(3)NiO、FeO的晶體結構均與氯化鈉的晶體結構相同，其中Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為6.9×10－2 nm和7.8×10－2 nm。則熔點：NiO________(填“>”、“<”或“＝”)FeO。

(4)鐵和氨氣在640℃可發生置換反應，產物之一的晶胞結構如圖所示，寫出該反應的化學方程式_____________________________。

若該晶體的密度是ρg·cm－3，則兩個最近的Fe原子間的距離為________________cm。（阿伏加德羅常數用NA表示）

Answer 1

【答案】 3d24s2 7 O>Cl>C 3∶1 sp2 > 8Fe＋2NH32Fe4N＋3H2

【解析】(1)①Ti是22號元素，位于元素周期表中第四周期第IVB族，故Ti的基態原子價電子排布式為 3d24s2，故答案為：3d24s2；

②Fe是26號元素，原子核外有1s、2s、3s、4s、2p、3p、3d等7個能級，故答案為：7；

(2)①反應式中非金屬元素有三種：O、C、Cl，CCl4中C表現正化合價、Cl表現負化合價，CrO2Cl2中Cl為+1價，O為-2價，電負性越大，對鍵合電子吸引力越大，元素相互化合時該元素表現負價，故電負性：O＞Cl＞C，故答案為：O＞Cl＞C；

②COCl2分子中有1個C=O鍵和2個C-Cl鍵，所以COCl2分子中σ鍵的數目為3，π鍵的數目為1，個數比3：1，中心原子C電子對數=3+=3，故中心原子雜化方式為sp2，故答案為：3：1；sp2；

(3)NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，說明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關，離子所帶電荷數越多，離子半徑越小，離子鍵越強，熔點越高．由于Ni2+的離子半徑小于Fe2+的離子半徑，屬于熔點是NiO＞FeO，故答案為：＞；

(4)該合金的晶胞如圖所示，晶胞含有的鐵原子為8× +×6=4，晶胞的N原子為1，所以晶體的化學式Fe4N，鐵和氨氣在640℃可發生置換反應生成Fe4N，反應的化學方程式為8Fe＋2NH32Fe4N＋3H2；設晶胞的邊長為a。一個晶胞的質量m=，根據m=ρv，即v==a3，則a= =，兩個最近的Fe原子間的距離為a=×，故答案為：8Fe＋2NH32Fe4N＋3H2； ×。