Question

1．第四周期金屬Cr、Fe、Cu在科學研究和工業(yè)生產中都有重要的用途．請回答下列問題：
（1）下列說法正確的是ad．
a．金屬鍵是金屬陽離子與自由電子間的相互作用
b．金屬鍵的強弱決定了金屬晶體硬度、熔點和密度的不同
c．金屬的導熱性是由于自由電子的定向移動傳導能量
d．某些金屬鹽發(fā)生焰色反應的原因是激發(fā)態(tài)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低軌道時，能量以可見光的形式釋放
（2）基態(tài)Cr原子的核外價電子排布式為3d⁵4s¹，短周期元素中未成對電子數為Cr的一半且電負性最大的元素是N．
（3）CcSO₄溶液與乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）可形成配離子．（如圖所示）配離子中所含化學鍵類型有共價鍵、配位鍵．SO₄^2-的空間構型為正四面體，寫出與SO₄^2-互為等電子體（原子數相同、價電子數相同）的一種分子CCl₄．
（4）乙醇（CH₃CH₂OH）可以在Cu催化作用下氧化得乙醛（CH₃CHO），乙醛分子內C原子的雜化方式為sp³、sp²，乙醛分子內的O-C-H鍵角＞（填“＞”或“＜”）乙醇分子內的O-C-H．
（5）FeO的晶胞結構為NaCl型．由于晶體缺陷，在晶體中Fe和O的個數比發(fā)生了變化，變?yōu)镕e_xO（x＜1）．若測得Fe_xO的密度為pg•cm^-3，晶胞邊長為a cm，則Fe_xO中x=$\frac{ρ{a}^{3}{N}_{A}-64}{4×56}$（阿伏加德羅常數值用N_A表示，只要求列出算式，不必計算結果）．

Answer 1

分析 （1）金屬鍵為金屬陽離子與自由電子形成的作用力，密度與金屬鍵無關，導電性與自由電子的定向移動有關，焰色反應與電子躍遷有關；
（2）Cr的原子序數為24，位于第四周期，含6個未成對電子，則短周期元素中未成對電子數為Cr的一半且電負性最大的元素N元素；
（3）由圖可知，配離子中含共價鍵、配位鍵，SO₄^2-的S不含孤對電子，形成4個共價單鍵，S為sp³雜化；與SO₄^2-互為等電子體，則原子數為5，價電子數為32；
（4）乙醛分子中甲基上碳原子含有4個σ鍵，醛基上的碳原子含有3個σ鍵，據此判斷碳原子的雜化方式，碳原子雜化方式不同導致其鍵角不同；
（5）Fe_xO晶體的晶胞結構為NaCl型，所以每個晶胞中含有4個O原子，有4個“Fe_xO”，再根據m=ρV計算．

解答 解：（1）a．金屬鍵是金屬陽離子與自由電子間的相互作用，故a正確；
b．金屬鍵的強弱決定了金屬晶體硬度、熔點，而密度與金屬鍵無關，故b錯誤；
c．金屬的導電性是由于自由電子的定向移動，導熱與形變有關，故c錯誤；
d．某些金屬鹽發(fā)生焰色反應的原因是激發(fā)態(tài)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低軌道時，能量以可見光的形式釋放，故d正確；
故答案為：ad；
（2）Cr的原子序數為24，位于第四周期，基態(tài)Cr原子的核外價電子排布式為3d⁵4s¹，含6個未成對電子，則短周期元素中未成對電子數為Cr的一半且電負性最大的元素N元素，故答案為：3d⁵4s¹；N；
（3）由圖可知，配離子中含共價鍵、配位鍵，SO₄^2-中S原子孤電子對數=$\frac{6+2-2×4}{2}$=0，價層電子對數=4+0=0，為正四面體結構，雜化軌道數目為4，S原子雜化方式為sp³；原子數目相同、價電子總數相同的微�；�為等電子體，SO₄^2-的一種等電子體的分子如CCl₄等，
故答案為：共價鍵、配位鍵；正四面體；CCl₄；
（4）乙醛分子中甲基上碳原子含有4個σ鍵，醛基上的碳原子含有3個σ鍵，所以甲基中的碳原子采用sp³雜化，醛基中的碳原子采用sp²雜化，醛基中碳原子采用sp²雜化、乙醇中含有醇羥基的碳原子采用sp³雜化，導致乙醛分子中H-C-O的鍵角＞乙醇分子中的H-C-O的鍵角，
故答案為：sp³、sp²；＞；
（5）Fe_xO晶體的晶胞結構為NaCl型，所以每個晶胞中含有4個O原子，有4個“Fe_xO”，再由m=ρV可知：4×$\frac{56x+16}{{N}_{A}}$=pg•cm^-3×（a cm）³，解得x=$\frac{ρ{a}^{3}{N}_{A}-64}{4×56}$，
故答案為：$\frac{ρ{a}^{3}{N}_{A}-64}{4×56}$．

點評 本題考查晶胞計算及雜化、配位鍵等，為高頻考點，把握晶體結構、分子結構、物質結構與性質為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，綜合性較強，題目難度較大．