Question

【题目】镁、铝、铁是三种重要金属，它们的单质和化合物应用十分广泛。回答下列问题：

（1）镁、铝第一电离能大小的关系是I1(Mg)___I1(Al)，金属镁、铝熔点大小关系是Mg___Al。(填“大于”、“等于”或“小于”)

（2）氯化铝加热时易升华，实验测得铝元素与氯元素形成化合物的实际组成为Al2Cl6，其结构简式如图所示。其中处于中间的Cl原子杂化轨道类型为___杂化，分子中所有原子___(能、不能)在同一平面上。

（3）硝酸铁和尿素在乙醇中生成[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁]。产物是一种重要的配合物，用作有机铁肥，简称铁氮肥。基态Fe3＋的核外电子排布式为___。尿素分子中σ键与π键的数目之比为___。NO3－的空间构型为___，经测定N2O5晶体中存在NO2＋和NO3－，NO2＋中氮原子为___杂化。

（4）碳溶解在γ－Fe中形成的一种间隙固溶体，无磁性，其晶胞为面心立方结构如图所示。晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有___个，该物质的化学式为___。若晶体密度为dg·cm－3，则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___pm(阿伏加德罗常数的值为NA表示，写出简化后的计算式即可)。

Answer 1

【答案】大于 小于 sp3 不能 1s22s22p63s23p63d5 7:1 平面三角形 sp 12 FeC

【解析】

（1）同一周期元素，其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；金属熔沸点与金属键强弱有关；

（2）根据结构简式判断其成键特点，分析杂化方式；

（3）Fe为26号元素，原子形成阳离子时，先失去高能层中电子，同一能层先失去高能级中电子；尿素的结构式为；根据价层电子对数判断杂化类型，根据价层电子对互斥判断空间构型；

（4）以顶点Fe原子研究，与之距离最近的Fe原子处于面心，利用“均摊法”确定化学式；根据晶胞可以判断出两个碳原子的最近距离为面对角线的一半。

（1）镁失去能量较低的3s上成对电子，铝失去能量较高的3p上成单电子，故I1(Mg)大于I1 (A1)；铝比镁价电子多,离子半径小，金属键强、品体熔点高，

故答案为：大于；小于；

（2）中问的Cl原子有两个σ键、孤电子对数为2，价层电子对数为4，故为sp3杂化，Al原子有4个σ键、孤电子对为0，价层电子对数为4，故为sp3杂化，与A1结合的4个Cl原子处于四面体顶点，分子中所有原子不能在同一平面上，

故答案为：sp3；不能；

（3）Fe为26号元素，原子形成阳离子时，先失去高能层中电子，同一能层先失去高能级中电子，所以基态Fe3＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5；根据尿素的结构简式可知，分子中σ键的数目为7，π键的数目1；NO3－的中心原子价层电子对数为3，没有孤电子对，故空间构型为平面三角形；NO2＋的中心原子价层电子对数为2，故为sp杂化，

故答案为：1s22s22p63s23p63d5；7:1；平面三角形；sp；

（4）以顶点Fe原子研究，与之距离最近的Fe原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，故与铁原子距离最近的铁原子数目为3×8/2=12；该晶胞中8顶点和6面心有Fe原子，晶胞含有Fe原子的数目为8×1/8+6×1/2=4,12棱心和体心有碳原子，晶胞含有碳原子数目为12×1/4+1=4，Fe原子和碳原子数目最简整数比为1:1，所以化学式为FeC；晶胞边长为a pm，根据密度计算公式可知，解得，最近两个碳原子的距离为面对角线的一半即，即

故答案为：12；FeC；；