Question

Fe³⁺与SCN^－形成的配离子颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术表演。回答下列问题：

（1）画出Fe³⁺的外围电子排布图：___________；SCN^－的结构式为________，SCN^－中σ键与π键数目之比为________。

（2）基态硫原子中，核外占据最高能级电子的电子云轮廓图形状为_________。硫的一种同素异形体分子式为S₈，其结构如右图所示，其中S原子的杂化轨道类型为______。S₈易溶于二硫化碳的原因是___________。

（3）N与B可形成化合物立方氮化硼，其结构与金刚石相似，是超硬材料，立方氮化硼属于________晶体。已知立方氮化硼晶体内存在配位键，则其晶体中配位键与普通共价键数目之比为______。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，图中a处B的原子坐标参数为（0, 0, 0），则距离该B原子最近的N原子坐标参数为_________。

（4）单质铁的晶体结构如右图所示，该堆积方式名称为________。已知该晶胞的密度为ρ g/cm³，则铁原子半径的计算式为_________ pm。

（5）磺酰氯（SO₂Cl₂）和亚硫酰氯（SOCl₂）是两种重要试剂。磺酰氯可看成是硫酸分子中2个羟基被氯原子取代后的衍生物，主要用于有机合成；亚硫酰氯可与水剧烈反应，常用于与一些易水解的无机氯化物（MgCl₂·6H₂O）作用制取无水金属氯化物（MgCl₂）。

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

SO₂(g)＋Cl₂(g)SO₂Cl₂(g) ………………（Ⅱ）

回答下列问题：

（a）SO₂Cl₂的空间构型为_______________。

（b）反应Ⅰ、Ⅱ的化学平衡常数分别为K₁、K₂，则：SO₂Cl₂(g)＋SCl₂(g)2SOCl₂(g)的平衡常数K＝_______。

（c）在50 L恒容密闭容器中充入1.0 mol SO₂和1.0 mol Cl₂发生反应Ⅱ，测得SO₂的转化率随时间变化关系如右图所示。

①反应Ⅱ属于________反应（填“放热”“ 吸热”）。在T₁温度下，从反应开始至刚好达到平衡时的平均反应速率v(SO₂)＝___________。为了提高SO₂的平衡转化率，除改变温度外，还可以采取的一条措施是__________。

②在T₂温度下反应，起始压强为101 kPa，则平衡时气体的压强p_平＝__________kPa。气体分压(p_分)＝气体总压(p_总)×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数（记作K_p），T₂温度下，该反应的化学平衡常数K_p＝______________。

（d）无水AlCl₃在有机合成中应用广泛。蒸干AlCl₃溶液不能得到无水AlCl₃，用化学方程式表示其原因：______________。工业上常用SOCl₂与AlCl₃·6H₂O混合并加热制备无水AlCl₃，原因是__________________。

Answer

[ S－C≡N ]－或 [ S＝C＝N ]－ 1:1 哑铃形 sp3 S8和二硫化碳都是非极性分子，根据相似相溶原理S8易溶于二硫化碳 原子 1:3 （4） （，，） 体心立方堆积 ××1010 四面体 放热 3.2×10－3 mol/(L·min) 充入氯气、分离产物等 70.7 0.0743 (kPa)-1或  (kPa)-1  (kPa)-1 AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋3HCl↑ SOCl2与结晶水反应产生的HCl抑制了AlCl3水解

【解析】（1）铁原子的核电荷数为26，外围电子排布图为3d64s2，Fe3+的外围电子排布图:；SCN－的结构式为[ S－C≡N ]－或 [ S＝C＝N ]－；根据其结构可知：σ键数目为2，π键数为2，数目之比为1:1；正确答案： ； [ S－C≡N ]－或 [ S＝C＝N ]－ ； 1:1。

（2）基态硫原子中，核外电子排布1s22s22p63s23p4，核外占据最高能级为p，电子云轮廓图形状为哑铃形；硫的一种同素异形体(结构如图所示 )易溶于,此硫的同素异形体形成分子晶体,硫原子电子对数为,杂化类型为, S8和二硫化碳都是非极性分子，根据相似相溶原理S8易溶于二硫化碳；正确答案：哑铃形； sp3； S8和二硫化碳都是非极性分子，根据相似相溶原理S8易溶于二硫化碳。

（3）金刚石为原子晶体，所以氮化硼为原子晶体；则其晶体中配位键与普通共价键数目之比为4:12=1:3；根据坐标B(0，0， 0)； B(l/2，0， l/2)； B(l/2， l/2， 0)，可知晶胞的边长为1, 距离上述三个B原子最近且等距的N原子的坐标参数为（，，)；正确答案: 原子；1:3；（，，）。

（4）根据晶胞结构可知，铁的晶胞为体心立方堆积；设晶胞的棱长为acm,则晶胞的体积为a3cm3；该晶胞中含有铁原子个数为8×1/8+1=2,所以该晶胞的体积a3=；晶胞的体对角线为√3a，铁原子半径为体对角线的= ××1010 pm；正确答案：体心立方堆积；××1010 。

（5）（a）SO2Cl2的空间构型为，价层电子对个数=孤电子对个数+σ键个数=0+4=4，故S原子采取sp3杂化，结构四面体构型；正确答案：四面体。

（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）+SCl₂（g）⇌2SOCl2（g），K= c2(SOCl2)/ c(SCl2) c(SOCl2) 所以是由（Ⅰ）、（Ⅱ）相除得到，K=K1/K2；正确答案：K1/K2。

（c）①根据图像可知，温度T2>T1，温度由T2升高到T1，二氧化硫的转化率增大，反应正向移动，该反应正反应为放热反应；根据反应方程式可知：

SO2(g)＋Cl2(g) SO2Cl2(g)

起始量 1 1 0

变化量 0.8 0.8 0.8

平衡量 0.2 0.2 0.8

到平衡时的平均反应速率v(SO2)＝0.8/50×5=.3.2×10－3mol/(L·min) 为了提高SO2的平衡转化率，除改变温度外，还可以采取的一条措施增加氯气浓度、减少产物浓度等；正确答案: 放热；3.2×10－3mol/(L·min)；充入氯气、分离产物等 。

②根据图像可知，温度为T2时，压强为101kPa，二氧化硫的转化率为60%，据此进行下列计算：

SO2(g)＋Cl2(g) SO2Cl2(g)

起始量 1 1 0

变化量 0.6 0.6 0.8

平衡量 0.4 0.4 0.6

平衡分压 2/7 2/7 3/7

根据压强之比等于气体的物质的量之比，所以：2：101=（0.4+0.4+0.6）：p平，p平=70.7 kPa；该反应的化学平衡常数Kp＝KP(SO2Cl2) p平/ KP(Cl2) p平KP(CSO2) p平= 3/7/ (2/7 p平)2= 0.0743；正确答案：70.7；0.0743(kPa)-1或  (kPa)-1 或 (kPa)-1 。

（d）AlCl3属于强酸弱碱盐，水解显酸性：AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋3HCl↑；SOCl2与结晶水反应生成盐酸，抑制了AlCl3水解；正确答案：SOCl2与结晶水反应产生的HCl抑制了AlCl3水解。