Question

【題目】1797年法國化學家沃克蘭從當時稱為紅色西伯利亞礦石中發現了鉻，后期人類發現鉻元素在其他方面有重要用途。

(1)Cr與K位于同一周期且最外層電子數相同，兩種元素原子第一電離能的大小關系為K____Cr (填“>”或“<”)。

(2)氮化鉻(CrN)具有極高的硬度和力學強度、優異的抗腐蝕性能，請寫出Cr3+基態核外電子排布式為____；CrN 晶體類型與 NaCl 晶體相同，但前者熔點(1282℃)比后者(801℃)的高，主要原因是____。

(3)Cr3+可與很多分子或離子形成配合物， 如圖配合物中 Cr3+的配位數為_________，配體中采取sp3雜化的元素是__________。

(4)鉻的一種氧化物的晶胞結構如圖所示，其中氧離子與晶體鎂堆積方式一致，鉻離子在其八面體空隙中(如：CrA在O1、O2、O3、O4、O5、O6 構成的八面體空隙中)。

①該氧化物的化學式為 ______。

②該晶胞有 _____%八面體空隙未填充陽離子。

③已知氧離子半徑a cm，晶胞的高為bcm，NA代表阿伏加德羅常數的值，該晶體的密度為____g·cm-3(用含a、b和NA的代數式表示)。

Answer 1

【答案】＜ [Ar]3d3 氮化鉻中的離子所帶電荷數多，晶格能較大 6 C、N、O Cr2O3 33.3

【解析】

根據離子半徑和核外電子排布比較電離能大小，結合核外電子排布規律書寫核外電子排布式，根據配合物理論判斷離子配位數，結合雜化軌道互斥理論判斷雜化方式，利用均攤法得出物質的化學式，結合立體幾何知識根據公式進行晶胞的計算。

(1)Cr原子的原子半徑小、核電數更大，對核外電子的吸引更大，故第一電離能K＜Cr；

(2)Cr為24號元素，其原子核外共有24個電子，Cr失去3個電子得到Cr3+，則Cr3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3，氮化鉻(CrN)和NaCl均為離子晶體，氮化鉻中的離子所帶電荷數多，晶格能較大，所以熔點：CrN＞NaCl；

(3)根據圖示配合物的結構分析可知，Cr3+的配位數為6，配體中C、N、O采取sp3雜化；

(4)①有晶胞示意圖可知，該晶胞中氧離子位于晶胞的頂點、面心和體內，則1個晶胞中氧離子的個數為，鉻離子位于晶胞的體內，則1個晶胞中鉻離子的個數為4，氧離子和鉻離子的個數比為6：4=3：2，則該氧化的化學式為Cr2O3；

②該晶胞中共有12個正八面體空隙，其中8個正八面體空隙中填充了Cr3+，則該晶胞中有4個未填充陽離子的八面體空隙，所占比例為；

③已知氧離子的半徑為a cm，則底面邊長為2a cm，又晶胞的高度為b cm，所以晶胞的體積，一個晶胞中含有2個Cr2O3，其質量，所以該晶體的密度。