Question

【題目】【化學(xué)-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】許多過(guò)渡元素(如錳、釩、鉻、鐵、銅等)的化合物對(duì)化學(xué)反應(yīng)具有良好的催化性。回答下列問(wèn)題:

(1)基態(tài)鉻原子的價(jià)層電子排布式為_________；Mn2+的穩(wěn)定性強(qiáng)于Mn3+，其原因是_______。

(2)已知常溫下,H2CrO4的K1=4.1、K2=1×10-5，從結(jié)構(gòu)的角度上看，K2<<K1的原因是_________。已知Cr2(SO4)3的熔點(diǎn)為100℃、沸點(diǎn)為330℃，則Cr2(SO4)3晶體中微粒間的相互作用力是__________。

(3)SO2與氧氣在V2O5催化作用下反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為SO3,則轉(zhuǎn)化過(guò)程中_____(填字母)沒(méi)有發(fā)生變化。

a.中心原子軌道雜化類型 b.鍵角 c.分子的極性

(4)+5價(jià)釩能形成多種含氧酸根鹽，其中某種鈉鹽的酸根離子是一種具有無(wú)限鏈狀結(jié)構(gòu)的離子(見(jiàn)下圖)，則該酸根離子的化學(xué)式為__________。

(5)CuSO4溶液中Cu2+是以[Cu(H2O)4]2+形式存在的，向CuSO4溶液中加入過(guò)量氨水后會(huì)得到[Cu(NH3)4]2+，則上述兩種配離子中穩(wěn)定性較強(qiáng)的是_________，N、O、S、Cu四種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>__________。

Answer 1

【答案】 3d54s1 Mn2+的3d能級(jí)為半充滿狀態(tài)而Mn3+不是 第二步電離產(chǎn)生的二價(jià)酸根離子重新結(jié)合H+的能力強(qiáng)于第一步電離產(chǎn)生的一價(jià)酸根離子結(jié)合H+的能力 范德華力 a (VO3)nn- (或VO3-) [Cu(NH3)4]2+ N>O>S>Cu

【解析】（1）Cr為37號(hào)元素，則基態(tài)鉻價(jià)電子排布式為1s22s22p63s23p63s23p63d54s1，所以基態(tài)鉻原子的價(jià)電子排布式是3d54s1；Mn為25號(hào)元素，Mn的價(jià)電子排布式為：3d54s2，Mn2+的價(jià)層電子排布式為3d5，Mn3+的價(jià)層電子排布式為3d4，Mn2+的3d能級(jí)為半充滿狀態(tài)而Mn3+不是，故Mn2+的穩(wěn)定性強(qiáng)于Mn3+。故答案為：3d54s1；Mn2+的3d能級(jí)為半充滿狀態(tài)而Mn3+不是。

（2）第二步電離產(chǎn)生的二價(jià)酸根離子重新結(jié)合H+的能力強(qiáng)于第一步電離產(chǎn)生的一價(jià)酸根離子結(jié)合H+的能力，所以H2CrO4的K2<1。

（3）a．SO2的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+=3，所以硫原子采取sp2雜化；SO3中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+=3，硫原子采取sp2雜化，故a正確；b．SO2分子為V形結(jié)構(gòu)，有1對(duì)孤對(duì)電子，鍵角是為119.5°，SO3分子為平面正三角形結(jié)構(gòu)，沒(méi)有孤對(duì)電子，鍵角為120°，故b錯(cuò)誤；c．SO2分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱，是非極性分子，SO3不對(duì)稱，是極性分子，故c錯(cuò)誤。故選a。

（4）由鏈狀結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)V與3個(gè)O形成陰離子，且V的化合價(jià)為+5價(jià)，則該酸根離子的化學(xué)式為(VO3)nn- (或VO3-)。故答案為：(VO3)nn- (或VO3-)。

（5）[Cu(H2O)4]2+轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)4]2+，且N原子的配位能力比O原子的配位能力強(qiáng)，則[Cu(NH3)4]2+更穩(wěn)定。Cu為金屬元素，第一電離能最大；N、O元素處于第二周期，且N元素2p能級(jí)處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量低，所以N元素的第一電離能高于同周期相鄰元素第一電離能，則N＞O；同主族元素，隨著電子層的增多，第一電離能逐漸減小，則第一電離能O＞S，故第一電離能大小順序?yàn)?/span>N＞O＞S＞Cu。故答案為：[Cu(NH3)4]2+；N＞O＞S＞Cu。