Question

1．第四周期金屬Cr、Fe、Cu在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中都有重要的用途．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）下列說(shuō)法正確的是ad．
a．金屬鍵是金屬陽(yáng)離子與自由電子間的相互作用
b．金屬鍵的強(qiáng)弱決定了金屬晶體硬度、熔點(diǎn)和密度的不同
c．金屬的導(dǎo)熱性是由于自由電子的定向移動(dòng)傳導(dǎo)能量
d．某些金屬鹽發(fā)生焰色反應(yīng)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(shí)，能量以可見(jiàn)光的形式釋放
（2）基態(tài)Cr原子的核外價(jià)電子排布式為3d⁵4s¹，短周期元素中未成對(duì)電子數(shù)為Cr的一半且電負(fù)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(xué)鍵類型有共價(jià)鍵、配位鍵．SO₄^2-的空間構(gòu)型為正四面體，寫(xiě)出與SO₄^2-互為等電子體（原子數(shù)相同、價(jià)電子數(shù)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(nèi)C原子的雜化方式為sp³、sp²，乙醛分子內(nèi)的O-C-H鍵角＞（填“＞”或“＜”）乙醇分子內(nèi)的O-C-H．
（5）FeO的晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型．由于晶體缺陷，在晶體中Fe和O的個(gè)數(shù)比發(fā)生了變化，變?yōu)镕e_xO（x＜1）．若測(cè)得Fe_xO的密度為pg•cm^-3，晶胞邊長(zhǎng)為a cm，則Fe_xO中x=$\frac{ρ{a}^{3}{N}_{A}-64}{4×56}$（阿伏加德羅常數(shù)值用N_A表示，只要求列出算式，不必計(jì)算結(jié)果）．

Answer 1

分析 （1）金屬鍵為金屬陽(yáng)離子與自由電子形成的作用力，密度與金屬鍵無(wú)關(guān)，導(dǎo)電性與自由電子的定向移動(dòng)有關(guān)，焰色反應(yīng)與電子躍遷有關(guān)；
（2）Cr的原子序數(shù)為24，位于第四周期，含6個(gè)未成對(duì)電子，則短周期元素中未成對(duì)電子數(shù)為Cr的一半且電負(fù)性最大的元素N元素；
（3）由圖可知，配離子中含共價(jià)鍵、配位鍵，SO₄^2-的S不含孤對(duì)電子，形成4個(gè)共價(jià)單鍵，S為sp³雜化；與SO₄^2-互為等電子體，則原子數(shù)為5，價(jià)電子數(shù)為32；
（4）乙醛分子中甲基上碳原子含有4個(gè)σ鍵，醛基上的碳原子含有3個(gè)σ鍵，據(jù)此判斷碳原子的雜化方式，碳原子雜化方式不同導(dǎo)致其鍵角不同；
（5）Fe_xO晶體的晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，所以每個(gè)晶胞中含有4個(gè)O原子，有4個(gè)“Fe_xO”，再根據(jù)m=ρV計(jì)算．

解答 解：（1）a．金屬鍵是金屬陽(yáng)離子與自由電子間的相互作用，故a正確；
b．金屬鍵的強(qiáng)弱決定了金屬晶體硬度、熔點(diǎn)，而密度與金屬鍵無(wú)關(guān)，故b錯(cuò)誤；
c．金屬的導(dǎo)電性是由于自由電子的定向移動(dòng)，導(dǎo)熱與形變有關(guān)，故c錯(cuò)誤；
d．某些金屬鹽發(fā)生焰色反應(yīng)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(shí)，能量以可見(jiàn)光的形式釋放，故d正確；
故答案為：ad；
（2）Cr的原子序數(shù)為24，位于第四周期，基態(tài)Cr原子的核外價(jià)電子排布式為3d⁵4s¹，含6個(gè)未成對(duì)電子，則短周期元素中未成對(duì)電子數(shù)為Cr的一半且電負(fù)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(jià)鍵、配位鍵，SO₄^2-中S原子孤電子對(duì)數(shù)=$\frac{6+2-2×4}{2}$=0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+0=0，為正四面體結(jié)構(gòu)，雜化軌道數(shù)目為4，S原子雜化方式為sp³；原子數(shù)目相同、價(jià)電子總數(shù)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(jià)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(gè)σ鍵，醛基上的碳原子含有3個(gè)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(dǎo)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(jié)構(gòu)為NaCl型，所以每個(gè)晶胞中含有4個(gè)O原子，有4個(gè)“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(diǎn)評(píng) 本題考查晶胞計(jì)算及雜化、配位鍵等，為高頻考點(diǎn)，把握晶體結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度較大．