Question

【題目】化學與生活密切相關。

I.K2Cr2O7曾用于檢測司機是否酒后駕駛：Cr2O72-(橙色)+CH3CH2OH→Cr3+(綠色)+CH3COOH(未配平）

（1）基態Cr原子的價電子軌道表達式為__。

（2）CH3COOH分子中所含元素的電負性由大到小的順序為__，碳原子的軌道雜化類型為__，所含σ鍵與π鍵的數目之比為__。

（3）已知Cr3+等過渡元素水合離子的顏色如表所示：

離子	Sc3+	Cr3+	Fe2+	Zn2+
水合離子的顏色	無色	綠色	淺綠色	無色

請根據原子結構推測Sc3+、Zn2+的水合離子為無色的原因為__。

II.ZnCl2濃溶液常用于除去金屬表面的氧化物，例如與FeO反應可得Fe[Zn(OH)Cl2]2溶液。

（4）Fe[Zn(OH)Cl2]2溶液中不存在的微粒間作用力有__(填選項字母)；

A.離子鍵 B.共價鍵 C.金屬鍵 D.配位鍵 E.范德華力 F.氫鍵

溶液中[Zn(OH)Cl2]-的結構式為__。

III.鋅是人體必需的微量元素之一，其堆積方式如圖1，晶胞結構如圖2。

（5）鋅的堆積方式為__，配位數為__。

（6）若鋅原子的半徑為apm，阿伏加德羅常數的值為NA，則鋅晶體的密度為___g/cm3(用含a的代數式表示)。

Answer 1

【答案】 O>C>H sp3和sp2 7：1 3d軌道上沒有未成對電子（3d軌道上電子為全空或全滿） AC 或 六方最密堆積 12 或

【解析】

(1)基態Cr原子的的原子序數是24，價電子排布式為3d54s1；

(2)電負性是原子對鍵合電子的吸引力的大小；對于碳原子，碳碳單鍵是sp3雜化，碳碳雙鍵和碳氧雙鍵是sp2雜化，三鍵是sp雜化；單鍵都是σ鍵，雙鍵中一個是σ鍵，一個是π鍵；

(3)根據電子排布式可推測離子有無顏色；

(4)Fe[Zn(OH)Cl2]2在溶液中以陰陽離子的形式存在，沒有離子鍵，Fe[Zn(OH)Cl2]2是配合物，存在共價鍵、配位鍵，水分子間還有范德華力和氫鍵；[Zn(OH)Cl2]-中Zn提供空軌道，氯原子和氧原子提供孤對電子形成配位鍵。

(5)從鋅的堆積方式圖可以看出，鋅的堆積方式為六方最密堆積，最密堆積的配位數為12；

(6)若鋅原子的半徑為a pm，中間的鋅原子和底面的三個鋅原子構成了正四面體，正四面體的邊長為2a，用立體幾何的知識求出晶胞的體積，用均攤法求出鋅原子個數，進而求出鋅晶體的密度。

(1)基態Cr原子的原子序數是24，價電子排布式為3d54s1，則價電子軌道表達式為，故答案為：；

(2) 非金屬性越強，電負性越大，則CH3COOH分子中所含元素的電負性由大到小的順序為O>C>H；對于碳原子，碳碳單鍵是sp3雜化，碳碳雙鍵和碳氧雙鍵是sp2雜化，三鍵是sp雜化，則CH3COOH分子中甲基的飽和碳原子為sp3雜化，羧基的碳原子的軌道雜化類型為sp2；單鍵都是σ鍵，雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵，則CH3COOH分子中含由σ鍵與π鍵的數目之比為7：1，故答案為：O>C>H；sp3和sp2；7:1；

(3)由Sc3+、Cr3+、Fe2+、Zn2+離子的核外電子排布式分別為1s22s22p63s23p6、1s22s22p63s23p63d2、1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d10可知，過渡元素水合離子的顏色與d軌道上未成對電子有關，水合離子為無色的Sc3+的3d軌道上電子為全空、Zn2+的3d軌道上電子為全滿，故答案為：3d軌道上沒有未成對電子（3d軌道上電子為全空或全滿）；

（4）Fe[Zn(OH)Cl2]2的水溶液中存在Fe2+和[Zn(OH)Cl2]—離子， [Zn(OH)Cl2]-離子中存在共價鍵、配位鍵，水分子間還有范德華力和氫鍵，則溶液中不存在離子鍵和金屬鍵；[Zn(OH)Cl2]-中Zn提供空軌道，氯原子和氧原子提供孤對電子，則溶液中[Zn(OH)Cl2]-的結構式為或 ，故答案為：AC；或 ；

(5)根據圖1鋅的堆積方式圖可知，鋅的堆積方式為六方最密堆積，最密堆積的配位數為12，故答案為：六方最密堆積；12；

(6)由圖2晶胞結構可知，晶胞中含有的Zn原子個數為8×+1=2，則晶胞質量為g，若鋅原子的半徑為a pm，中間的鋅原子和底面的三個鋅原子構成了正四面體，正四面體的邊長為2a pm，則晶胞的底面積是2apm×（2a×sin60°）pm=2 pm2，晶胞的高為pm=pm ，體積是2 pm2×pm=3 pm3，由此可知晶胞的密度為，故答案為：或。