Question

【题目】[2017江苏]铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。

（1）Fe3+基态核外电子排布式为____________________。

（2）丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________，1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为______________。

（3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。

（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为____________________。

（5）某FexNy的晶胞如题21图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(xn) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。

Answer 1

【答案】（1）[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5

（2）sp2和sp3 9 mol

（3）H<C<O

（4）乙醇分子间存在氢键

（5）Fe3CuN

【解析】（1）铁是26号，Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5。

（2）丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是甲基中的C形成3个C―H σ键，1个C―C σ键，为sp3 杂化，羰基中的C形成3个C―C σ键，一个π键，故C的杂化方式为sp2；据以上分析1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为9 mol。

（3）C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为H<C<O。

（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为乙醇分子间存在氢键；丙酮分子中无与电负性较大的O原子相连的H原子，不能形成氢键。

（5）a位置Fe：8×1/8=1，b位置Fe，6×1/2=3，N为1个，从题21图2看出：Cu替代a位置Fe型产物的能量更低，将化学式由Fe3FeN用铜替换为Fe3CuN。