Question

【題目】Fe3+與SCN－形成的配離子顏色極似血液，常被用于電影特技和魔術表演。回答下列問題：

（1）畫出Fe3+的外圍電子排布圖：___________；SCN－的結構式為________，SCN－中σ鍵與π鍵數目之比為________。

（2）基態硫原子中，核外占據最高能級電子的電子云輪廓圖形狀為_________。硫的一種同素異形體分子式為S8，其結構如右圖所示，其中S原子的雜化軌道類型為______。S8易溶于二硫化碳的原因是___________。

（3）N與B可形成化合物立方氮化硼，其結構與金剛石相似，是超硬材料，立方氮化硼屬于________晶體。已知立方氮化硼晶體內存在配位鍵，則其晶體中配位鍵與普通共價鍵數目之比為______。原子坐標參數可表示晶胞內部各原子的相對位置，圖中a處B的原子坐標參數為（0, 0, 0），則距離該B原子最近的N原子坐標參數為_________。

（4）單質鐵的晶體結構如右圖所示，該堆積方式名稱為________。已知該晶胞的密度為ρg/cm3，則鐵原子半徑的計算式為_________ pm。

（5）磺酰氯（SO2Cl2）和亞硫酰氯（SOCl2）是兩種重要試劑。磺酰氯可看成是硫酸分子中2個羥基被氯原子取代后的衍生物，主要用于有機合成；亞硫酰氯可與水劇烈反應，常用于與一些易水解的無機氯化物（MgCl2·6H2O）作用制取無水金屬氯化物（MgCl2）。

已知：SO2(g)＋Cl2(g)＋SCl2(g)2SOCl2(g) ……（Ⅰ）

SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g) ………………（Ⅱ）

回答下列問題：

（a）SO2Cl2的空間構型為_______________。

（b）反應Ⅰ、Ⅱ的化學平衡常數分別為K1、K2，則：SO2Cl2(g)＋SCl2(g)2SOCl2(g)的平衡常數K＝_______。

（c）在50L恒容密閉容器中充入1.0molSO2和1.0molCl2發生反應Ⅱ，測得SO2的轉化率隨時間變化關系如右圖所示。

①反應Ⅱ屬于________反應（填“放熱”“ 吸熱”）。在T1溫度下，從反應開始至剛好達到平衡時的平均反應速率v(SO2)＝___________。為了提高SO2的平衡轉化率，除改變溫度外，還可以采取的一條措施是__________。

②在T2溫度下反應，起始壓強為101kPa，則平衡時氣體的壓強p平＝__________kPa。氣體分壓(p分)＝氣體總壓(p總)×體積分數，用某物質的平衡分壓代替物質的量濃度也可以表示化學平衡常數（記作Kp），T2溫度下，該反應的化學平衡常數Kp＝______________。

（d）無水AlCl3在有機合成中應用廣泛。蒸干AlCl3溶液不能得到無水AlCl3，用化學方程式表示其原因：______________。工業上常用SOCl2與AlCl3·6H2O混合并加熱制備無水AlCl3，原因是__________________。

Answer 1

【答案】 [S－C≡N]－或[S＝C＝N]－ 1:1 啞鈴形 sp3 S8和二硫化碳都是非極性分子，根據相似相溶原理S8易溶于二硫化碳 原子 1:3 （4） （，，） 體心立方堆積 ××1010 四面體 放熱 3.2×10－3mol/(L·min) 充入氯氣、分離產物等 70.7 0.0743(kPa)-1或(kPa)-1 (kPa)-1 AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋3HCl↑ SOCl2與結晶水反應產生的HCl抑制了AlCl3水解

【解析】（1）鐵原子的核電荷數為26，外圍電子排布圖為3d64s2，Fe3+的外圍電子排布圖:；SCN－的結構式為[S－C≡N]－或[S＝C＝N]－；根據其結構可知：σ鍵數目為2，π鍵數為2，數目之比為1:1；正確答案： ； [S－C≡N]－或[S＝C＝N]－ ； 1:1。

（2）基態硫原子中，核外電子排布1s22s22p63s23p4，核外占據最高能級為p，電子云輪廓圖形狀為啞鈴形；硫的一種同素異形體(結構如圖所示)易溶于,此硫的同素異形體形成分子晶體,硫原子電子對數為,雜化類型為,S8和二硫化碳都是非極性分子，根據相似相溶原理S8易溶于二硫化碳；正確答案：啞鈴形； sp3； S8和二硫化碳都是非極性分子，根據相似相溶原理S8易溶于二硫化碳。

（3）金剛石為原子晶體，所以氮化硼為原子晶體；則其晶體中配位鍵與普通共價鍵數目之比為4:12=1:3；根據坐標B(0，0，0)；B(l/2，0，l/2)；B(l/2，l/2，0)，可知晶胞的邊長為1,距離上述三個B原子最近且等距的N原子的坐標參數為（，，)；正確答案: 原子；1:3；（，，）。

（4）根據晶胞結構可知，鐵的晶胞為體心立方堆積；設晶胞的棱長為acm,則晶胞的體積為a3cm3；該晶胞中含有鐵原子個數為8×1/8+1=2,所以該晶胞的體積a3=；晶胞的體對角線為√3a，鐵原子半徑為體對角線的= ××1010 pm；正確答案：體心立方堆積；××1010 。

（5）（a）SO2Cl2的空間構型為，價層電子對個數=孤電子對個數+σ鍵個數=0+4=4，故S原子采取sp3雜化，結構四面體構型；正確答案：四面體。

（b）SO2(g)＋Cl2(g)＋SCl2(g)2SOCl2(g)，K1=c2(SOCl2)/c(SCl2)c(Cl2) c(SO2)；SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)，K2= c(SOCl2)/ c(Cl2) c(SO2)；SO2Cl2（g）+SCl（g）2SOCl2（g），K= c2(SOCl2)/ c(SCl2) c(SOCl2) 所以是由（Ⅰ）、（Ⅱ）相除得到，K=K1/K2；正確答案：K1/K2。

（c）①根據圖像可知，溫度T2>T1，溫度由T2升高到T1，二氧化硫的轉化率增大，反應正向移動，該反應正反應為放熱反應；根據反應方程式可知：

SO2(g)＋Cl2(g) SO2Cl2(g)

起始量 1 1 0

變化量 0.8 0.8 0.8

平衡量 0.2 0.2 0.8

到平衡時的平均反應速率v(SO2)＝0.8/50×5=.3.2×10－3mol/(L·min) 為了提高SO2的平衡轉化率，除改變溫度外，還可以采取的一條措施增加氯氣濃度、減少產物濃度等；正確答案: 放熱；3.2×10－3mol/(L·min)；充入氯氣、分離產物等 。

②根據圖像可知，溫度為T2時，壓強為101kPa，二氧化硫的轉化率為60%，據此進行下列計算：

SO2(g)＋Cl2(g) SO2Cl2(g)

起始量 1 1 0

變化量 0.6 0.6 0.8

平衡量 0.4 0.4 0.6

平衡分壓 2/7 2/7 3/7

根據壓強之比等于氣體的物質的量之比，所以：2：101=（0.4+0.4+0.6）：p平，p平=70.7 kPa；該反應的化學平衡常數Kp＝KP(SO2Cl2) p平/ KP(Cl2) p平KP(CSO2) p平= 3/7/ (2/7 p平)2= 0.0743；正確答案：70.7；0.0743(kPa)-1或(kPa)-1 或(kPa)- 。

（d）AlCl3屬于強酸弱堿鹽，水解顯酸性：AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋3HCl↑；SOCl2與結晶水反應生成鹽酸，抑制了AlCl3水解；正確答案：SOCl2與結晶水反應產生的HCl抑制了AlCl3水解。