Question

三价铬离子(Cr³⁺)是葡萄糖耐量因子(GTF)的重要组成成分，GTF能够协助胰岛素发挥作用。构成葡萄糖耐量因子和蛋白质的元素有C、H、O、N、S、Cr等，回答下列问题：

(l)Cr的价电子排布式为______；

(2)O、N、S的第一电离能由大到小的顺序为______；

(3)SO₂分子的VSEPR模型为______，其中心原子的杂化方式为______；

(4)CO和N₂互为等电子体，两种物质相比沸点较高的是______，其原因是______；

(5)化学式为CrCl₃•6H₂O的化合物有多种结构，其中一种可表示为[CrCl₂(H₂O)₄]Cl•2H₂O，该物质的配离子中提供孤电子对的原子为______，配位数为______；

(6)NH₃分子可以与H⁺结合生成，这个过程发生改变的是______(填序号)

A.微粒的空间构型        B.N原子的杂化类型    C.H-N-H键角 D.微粒的电子数

(7)由碳元素形成的某种晶体的晶体结构如图所示，若阿伏加德罗常数的值为N_A，晶体的密度为ρg•cm^-3，则该晶胞的棱长为______pm。

Answer

3d54S1 N>O>S 平面三角形 sp2杂化 CO CO为极性分子，N2为非极性分子，极性分子与极性分子之间的范德华力较强，故CO沸点较高 O、Cl 6 AC ×1010

【解析】

根据Cr的原子序数和在周期表的位置，写出价电子排布；根据第一电离能递变规律判断第一电离能大小；根据VSEPR理论判断SO2的VSEPR模型和中心原子的杂化形式；根据等电子体，分子量相同，由分子的极性判断熔沸点高低；根据配位体的结构判断配体提供孤电子对和配位数；根据VSEPR理论判断NH3变为NH4+时引起的变化；根据均摊法计算晶胞中C原子个数，由密度，质量计算晶胞的棱长；据此解答。

（1）Cr是24号元素，在元素周期表中位于第四周期第VIB，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，基态原子价电子排布为3d54s1；答案为：3d54s1。

（2）非金属性越强，第一电离能越大，N元素原子2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素，O，S属于同主族元素，从上往下，非金属性减弱，O的原子序数比S小，则非金属性O＞S，第一电离能O＞S，则O、N、S的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞S；答案为N＞O＞S。

（3）SO2分子的价层电子对数=2+=3，VSEPR模型的名称为平面三角形，S原子采取sp2杂化；答案为平面三角形，sp2。

（4）CO和N2互为等电子体，且CO和N2分子量相同，由于CO是极性分子，N2是非极性分子，分子的极性越强分子间作用力越强熔沸点越高，所以熔沸点CO大于N2；答案为CO，CO和N2分子量相同，由于CO是极性分子，N2是非极性分子，极性分子与极性分子之间的范德华力较强，故CO沸点较高。

（5）由[CrCl2(H2O)4]Cl•2H2O结构可知，中心原子Cr3+提供空轨道，配体Cl、O提供孤电子对，配位数为2+4=6；答案为Cl、O，6。

（6）NH3分子可以与H+结合生成NH4+，NH3分子中N原子价层电子对数=3+ =3+1=4，采取sp3杂化，有一个孤电子对，空间构型为三角锥形，NH4+中N原子价层电子对数=4+=4+0=4，采取sp3杂化，无孤电子对，空间构型为正四面体，二者中N原子价层电子对数均是4，N原子孤电子对数由1对变为0，N原子杂化方式不变，电子数数目不变，空间构型由三角锥形变为正四面体，键角减小；答案为A、C。

（7）晶胞中碳原子数目=4+8×+6×=8，设晶胞棱长为a pm，则8×=ρg/cm3×(a×10-10cm)3，解得a=×1010pm；答案为×1010。