Question

15．第四周期過渡元素Fe、Ti可與C、H、N、O形成多種化合物．
（1）①H、C、N、O四種元素的電負性由小到大的順序為H＜C＜N＜O．
②下列敘述不正確的是BC．（填字母）
A．因為HCHO為極性分子，水也為極性分子，根據(jù)相似相溶原理，HCHO易溶于水．
B．HCHO和CO₂分子中的中心原子均采用sp²雜化
C．C₆H₆分子中含有6個σ鍵和1個大π鍵，C₂H₂是非極性分子
D．CO₂晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低
（2）Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道能與一些分子或離子形成配合物．
①與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應具備的結構特征是具有孤對電子．
②六氰合亞鐵離子[Fe（CN）₆]^4-中不存在B．
A．共價鍵   B．非極性鍵   C．配位鍵    D．σ鍵   E．π鍵
寫出一種與 CN^-互為等電子體的單質分子式N₂．
（3）根據(jù)元素原子的外圍電子排布特征，可將周期表分成五個區(qū)域，其中Ti屬于d區(qū)．
（4）一種Al-Fe合金的立體晶胞如圖所示．請據(jù)此回答下列問題：
①確定該合金的化學式Fe₂Al．
②若晶體的密度=ρg/cm³，則此合金中最近的兩個Fe原子之間的距離（用含ρ的代數(shù)式表示，不必化簡）為$\root{3}{{\frac{139}{{2{N_A}ρ}}}}$cm．

Answer 1

分析 （1）①非金屬性越強，電負性越大；
②A．HCHO為平面三角形，正負電荷重心不重合，為極性分子，相似相溶；
B．CO₂是直線型結構，碳原子是sp雜化；
C．苯分子中的碳碳鍵既不是碳碳單鍵，也不是碳碳雙鍵，而是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的獨特的鍵，還有6個C-Hσ鍵；
D．CO₂是分子晶體，二氧化硅是原子晶體；
（2）①配體中必需含有孤對電子，否則不能形成配位鍵；
②六氰合亞鐵離子[Fe（CN）₆]^4-中Fe²⁺與CN^-形成配位鍵，CN^-中存在C≡N三鍵，為極性共價鍵，三鍵中有1個σ鍵2個π鍵；
電子數(shù)和原子數(shù)分別都相等的微�；�為等電子體．
（3）區(qū)的名稱來自于按構造原理最后填入電子的能級名稱，所以根據(jù)構造原理可知Ti屬于d區(qū)；
（4）根據(jù)晶胞的結構可知，含有的鐵原子是8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$+12×$\frac{1}{4}$+1=8．鋁在晶胞內部，所以含有4個鋁原子，因此化學式為Fe₂Al．表示出晶胞質量，設此合金中最近的兩個Fe原子之間的距離為x，則晶胞棱長為2x，根據(jù)m=ρV計算．

解答 解：（1）①非金屬性越強，電負性越大，所以電負性大小順序是H＜C＜N＜O，故答案為：H＜C＜N＜O；
②A．HCHO為平面三角形，正負電荷重心不重合，為極性分子，水為極性分子，相似相溶，故A正確；
B．HCHO分子中的中心原子采用sp²雜化，而CO₂是直線型結構，碳原子是sp雜化，故B錯誤；
C．苯分子中的碳碳鍵既不是碳碳單鍵，也不是碳碳雙鍵，而是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的獨特的鍵，還有6個C-Hσ鍵，故C錯誤；
D．CO₂是分子晶體，二氧化硅是原子晶體，所以CO₂晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低，故D正確，
故答案為：BC；
（2）①與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子為配體，應具備的結構特征是：具有孤對電子對，故答案為：具有孤對電子；
②六氰合亞鐵離子[Fe（CN）₆]^4-中Fe²⁺與CN^-形成配位鍵，CN^-中存在C≡N三鍵，為極性共價鍵，三鍵中有1個σ鍵2個π鍵，所以CN^-中共價鍵、配位鍵、σ鍵、π鍵，分子中不存在非極性鍵，
CN^-中C原子與1個單位負電荷用N原子替換可得CN^-等電子體的單質為N₂，
故答案為：B；N₂；
（3）Ti原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，鈦位于第四周期第ⅣB族，電子最后填充d軌道，屬于d區(qū)元素，故答案為：d；
（4）①根據(jù)晶胞的結構可知，含有的鐵原子是8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$+12×$\frac{1}{4}$+1=8．鋁在晶胞內部，所以含有4個鋁原子，因此化學式為Fe₂Al，故答案為：Fe₂Al；
②晶胞質量為$\frac{4×139}{{N}_{A}}$g，設此合金中最近的兩個Fe原子之間的距離為x，則晶胞棱長為2x，則$\frac{4×139}{{N}_{A}}$g=（2x）³×ρg/cm³，解得x=$\root{3}{{\frac{139}{{2{N_A}ρ}}}}$cm，故答案為：$\root{3}{{\frac{139}{{2{N_A}ρ}}}}$．

點評 本題考查了物質結構和性質，題目比較綜合，側重對物質結構主干知識的考查，涉及電負性、雜化理論、化學鍵、分子結構與性質、晶體類型與性質、晶胞計算等，需要學生具備知識的基礎，難度中等．