试题要求
臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-,NOx也可在其他条件下被还原为N2
(1)SO42-中心原子轨道的杂化类型为
sp3
sp3
;NO3-的空间构型为
平面(正)三角形
平面(正)三角形
(用文字描述)。
(2)Fe2+基态核外电子排布式为
[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6

(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为
NO2-
NO2-
(填化学式)。
(4)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ):n(π)=
1:2
1:2

(5)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。
试题解析
【考点】物质结构中的化学键数目计算,判断简单分子或离子的构型
【思考】(1)根据VSEPR理论和杂化轨道理论分析SO42-的中心S原子杂化类型和NO3-的空间构型;
(2)Fe位于周期表中第4周期第ⅤⅢ族,Fe2+为Fe失去4s2电子所得;
(3)等电子体是指原子总数相同,价电子总数相同的粒子;
(4)N2分子中N与N之间形成氮氮三键,其中有一根为σ键,两根为π键;
(5)NO以N原子与Fe2+形成配位键,H2O以O原子与Fe2+形成配位键。
【解答】解:(1)对于SO42-,根据VSEPR理论,其价电子对数为VP=BP+LP=4+
6−2×4+2
2
=4,根据杂化轨道理论,中心S原子杂化方式为sp3
对于NO3-,根据VSEPR理论,其价电子对数为VP=BP+LP=3+
5−2×3+1
2
=3,则其空间构型为平面(正)三角形,
故答案为:sp3;平面(正)三角形;
(2)Fe位于周期表中第4周期第ⅤⅢ族,Fe2+为Fe失去4s2电子所得,所以Fe2+基态核外电子排布式为:[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
故答案为:[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
(3)等电子体是指原子总数相同,价电子总数相同的粒子,与O3分子互为等电子体的一种阴离子,可考虑将其中一个O替换为N-,则等电子体为NO2-
故答案为:NO2-
(4)N2分子中N与N之间形成氮氮三键,其中有一根为σ键,两根为π键,所以N2分子中σ键与π键的数目比n(σ):n(π)=1:2,
故答案为:1:2;
(5)NO以N原子与Fe2+形成配位键,H2O以O原子与Fe2+形成配位键,所以[Fe(NO)(H2O)5]2+的结构应为:
故答案为:
【解读】本题考查物质结构基础知识,涉及到价层电子对互斥理论,杂化轨道理论,共价键类型,等电子体原理,配合物的形成,均为高频考点,题目考查较为基础,难度不大。
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