Question

【题目】铝及其化合物广泛应用于金属冶炼、有机合成等领域。

(1)铝热反应可以冶炼金属铬，Cr基态核外电子排布式为______。

(2)AlCl3可作以下反应的催化剂。

①乙酸酐分子中碳原子轨道的杂化类型为______。

②1 mol对甲基苯乙酮分子中含有的σ键为______。

③CH3COOH与H2O可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为__________。

④单个AlCl3气态分子的空间构型为___________，AlCl3可与Cl-形成，与互为等电子体的分子为________。

(3)某遮光剂的晶胞如图所示，由晶胞可知n＝______。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d54s1 (或[Ar]3d54s1) sp3、sp2 20 mol CH3COOH分子能与水分子间形成氢键 平面三角形 CCl4(或SiCl4等其它合理答案) 6

【解析】

(1)Cr是24号元素，根据构造原理书写其基态核外电子排布式；

(2)①根据乙酸酐中C原子形成化学键情况判断C原子杂化类型；

②根据物质分子结构，结合σ键存在于共价单键、共价双键、共价三键和配位键中分析；

③根据氢键的作用分析判断；

④利用价层电子对互斥理论分析判断AlCl3分子空间构型，结合等电子体概念判断AlCl4-的等电子体；

(3)利用均摊方法计算晶胞中含有的Na+、的数目，然后根据化合物中正负电荷数目相等，计算n的值。

(1)Cr是24号元素，根据构造原理和洪特规则的特例，可得基态Cr原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1(或写为[Ar]3d54s1)；

(2)①在乙酸酐中，两个甲基C原子形成4个共价单键，采用sp3杂化；而两个—COO—中的C原子都采用sp2杂化类型，故乙酸酐中C原子杂化类型为sp3、sp2杂化；

②对甲基苯乙酮分子式是C9H10O，分子中的共价单键都是σ键，共价双键中1个是σ键，1个是π键，苯环上含有6个碳碳σ键，根据对甲基苯乙酮分子结构可知：1个对甲基苯乙酮分子中，含有10个C-H键，3个C-C单键，1个C=O双键和苯环上含有的6个碳碳σ键，含有σ键的数目为10+3+1+6=20，所以1 mol该物质中含有20 mol的σ键；

③能和水分子间形成氢键的物质易溶于水，CH3COOH与水分子间能形成氢键，所以增大了乙酸的溶解度，所以CH3COOH与H2O可以任意比例互溶，这不仅与它们都是极性分子，由极性分子构成的溶质易溶于由极性分子构成的溶剂中，还与CH3COOH分子能与水分子间形成氢键有关；

④单个AlCl3分子中Al原子价层电子对数=3+=3，且Al原子上不含孤电子对，根据价层电子对互斥判断该分子的空间构型为平面三角形；与互为等电子体的分子中含有5个原子、价电子总数是32，所以与其互为等电子体的有CCl4(或SiCl4等其它合理答案)；

(3)根据图示可知该晶体的晶胞中含有的Na+数目为2×+4×+8×=6，含有AlFn(n-3)-的数目为1+8×=2，由于阴、阳离子所带电荷数目相等，则6×(+1)+2[-(n-3)]=0，解得n=6。