Question

【題目】鉻的化合物在醫藥、材料領域有重要作用，認識鉻及其化合物有重要意義。

（1）基態鉻原子中，電子占據的最高能級符號為_____________。

（2）研究表明，當化合物的陽離子有未成對電子時，該化合物具有磁性。下列物質可用作錄音帶磁粉的是__________。

A．V2O5 B．Fe2O3 C．ZnO D．CrO2

（3）已知Cr3+在水溶液中的存在形式為[Cr(H2O)6］3+。在不同條件下，可從CrCl3水溶液中獲得紫色、藍綠色或綠色等不同顏色的配合物，其實驗式均為CrCl36H2O。現取藍綠色配合物0.1mol，加入足量AgNO3溶液，經過濾、洗滌、干燥得28.7g沉淀，則該化合物中的化學鍵類型有___________，寫出該藍綠色配合物的電離方程式：________。

（4）常溫下，氯化酰鉻(CrO2Cl2)是暗紅色液體，能與CCl4、CS2等有機溶劑互溶。

①固體氯化酰鉻屬于______（填“極性”或“非極性”）分子，判斷依據是______。

②等電子體是具有相同的價電子數和原子數的分子或離子。寫出一種與CCl4分子互為等電子體的陰離子：_______（填化學式）；寫出CS2分子的電子式：____________。

（5）氮化鉻(CrN)在超級電容器領域有良好應用前景，其晶體結構類型與氯化鈉相同。

①氮化鉻的熔點比氯化鈉高的主要原因是______。

②與Cr3+次鄰近的N3–有________個。

③已知Cr3+和N3–半徑分別為apm、bpm，設Cr3+和N3–都是緊密接觸的剛性小球，NA代表阿伏加德羅常數的值，晶體的密度為ρgcm–3，則CrN的摩爾質量為______。（用含a、b、NA、ρ的算式表示）

Answer 1

【答案】3d BD 離子鍵、（極性）共價鍵、配位鍵 [Cr(H2O)5C1]C12=[Cr(H2O)5C1]2++2Cl- 非極性 根據相似相溶原理，CC14、CS2為非極性分子，所以CrO2C12為非極性分子 PO43–、SO42–、C1O4– 氮化鉻中離子所帶電荷數較多，晶格能較大 8

【解析】

（5）③根據題給信息，結合晶胞的質量公式：①m=ρV、②，可得：，由此可知，要計算CrN的摩爾質量，需計算晶胞的體積、晶胞中所含的微粒個數，據此進行分析求解。

（1）Cr元素的基態原子的電子排布式為［Ar］3d54s1，3d能級與4s能級存在能級交錯，3d能量高于4s的，所以基態鉻原子中電子占據的最高能級符號為3d，答案為：3d；

（2）由信息知：化合物具有磁性需要滿足陽離子有未成對電子，據此

A．V2O5中釩為+5價，對應陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p6，陽離子中沒有未成對電子，所以V2O5沒有磁性，A項錯誤；

B．Fe2O3中鐵為+3價，對應陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，3d5有5個未成對電子，所以Fe2O3有磁性，B項正確；

C．ZnO中鋅為+2價，對應陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d10，陽離子中沒有未成對電子，所以ZnO沒有磁性，C項錯誤；

D．CrO2中鉻為+4價，對應陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d2，3d2有2個未成對電子，所以CrO2有磁性，D項正確；

答案為：BD；

（3）向0.1mol藍綠色配合物中加入足量的AgNO3溶液，經過濾、洗滌、干燥得28.7g沉淀，即n(AgCl)=，故1mol藍綠色配合物中加入足量的AgNO3能產生2molAgCl沉淀，因為配合物內界不電離出離子，而1mol藍綠色配合物中有3molCl-，所以藍綠色配合物外界的Cl-是內界的2倍，即外界2份Cl-，內界1份Cl-；再根據“已知Cr3+在水溶液中的存在形式為[Cr(H2O)6］3+”可知Cr的配位數為6，所以內界還有5份H2O，外界還有1份H2O，因此藍綠色配合物的結構式為[Cr(H2O)5C1]C12·H2O；由于配合物由內界和外界，能電離出離子，所以含有離子鍵，H2O中存在（極性）共價鍵，內界的H2O、Cl-與Cr3+之間存在配位鍵，其電離方程式為：[Cr(H2O)5C1]C12=[Cr(H2O)5C1]2++2Cl-。答案為：離子鍵、（極性）共價鍵、配位鍵；[Cr(H2O)5C1]C12=[Cr(H2O)5C1]2++2Cl-；

（4）①根據相似相溶原理，CCl4、CS2為非極性分子，所以CrO2Cl2為非極性分子；答案為：非極性；根據相似相溶原理，CCl4、CS2為非極性分子，所以CrO2Cl2為非極性分子；

②等電子體是具有相同的價電子數和原子數的分子或離子，CCl4具有AX4通式，CCl4含有5個原子、32個價電子，和PO43-、SO42-、ClO4-這些離子互為等電子體；CS2的電子式為：span>；答案為：PO43–、SO42–、C1O4–；；

（5）①通常離子所帶電荷數越多，晶格能就越大，熔沸點就越高。答案為：氮化鉻中離子所帶電荷數較多，晶格能較大；

②由題給信息：氮化鉻晶體結構類型與氯化鈉相同，據此分析，頂點的Cr3+到體心N3-的距離為次鄰近距離，該頂點的Cr3+為8個晶胞所共有，所以與該頂點的Cr3+次鄰近的N3-是8個。答案為：8；

③已知Cr3+和N3-半徑分別為apm、bpm，Cr3+和N3-都是緊密接觸的剛性小球，所以晶胞的邊長為(2a+2b)pm=。由于Cr3+位于8個頂點和6個面的面心上，所以一個晶胞中有4個Cr3+；N3-位于12條棱上和1個體心，所以一個晶胞中有4個N3-，即一個晶胞中有4個CrN，一個晶胞的質量即4個CrN的質量，設CrN的摩爾質量為M，則一個晶胞的質量m=。而晶胞質量還等于晶胞密度與晶胞體積的乘積，即，晶胞的體積V=，所以晶胞質量的關系式如下：，整理得M=。答案為： 。