题目内容

4.Fe2+、Fe3+与O22-、CN-、F-、有机分子等形成的化合物具有广泛的应用.
(1)N、O、F三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序是F>N>O.
(2)基态Fe3+核外M能层的电子排布式为3s23p63d5
(3)铁有δ、γ、α三种同素异形体(如图1),则γ晶胞原子堆积名称为面心立方最密堆积.假设各种晶型的铁单质都是由半径为r的铁原子堆积而成,则晶胞δ与晶胞α的密度比为ρδ:ρα=$\frac{{\frac{2M}{N_A}}}{{{{({\frac{4r}{{\sqrt{3}}}})}^3}}}:\frac{{\frac{M}{N_A}}}{{{{({2r})}^3}}}$=$\frac{3}{4}\sqrt{3}$.(列式并化简)

(4)乙酰基二茂铁是常用汽油抗震剂,其结构如图2所示.此物质中碳原子的杂化方式有sp2、sp3
(5)配合物K3[Fe(CN)6]可用于电子传感器的制作.与配体互为等电子体的一种分子的电子式为.已知(CN)2是直线形分子,并具有对称性,则(CN)2中π键和σ键的个数比为4:3.
(6)F-不仅可与Fe3+形成[FeF6]3-,还可以与Mg2+、K+形成一种立方晶系的离子晶体,此晶体应用于激光领域,结构如图3所示.该晶体的化学式为KMgF3.在该晶体中与一个F-距离最近且相等的F-的个数为8.

分析 (1)同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但第五主族元素的第一电离能大于第六主族元素的;
(2)根据构造原理写出基态铁原子核外电子排布式;
(3)γ晶胞为面心立方最密堆积,利用均摊法结合晶胞的质量和体积计算密度;
(4)根据分子中碳原子的成键情况,判断碳原子的杂化方式;
(5)原子个数相同且价电子数相同的微粒是等电子体;(CN)2是直线型分子,并有对称性,结构式为:N≡C-C≡N;
(6)根据均摊法计算晶胞中F-、Mg2+、K+离子数目确定化学式.

解答 解:(1)同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但第五主族元素的第一电离能大于第六主族元素的,所以F、N、O三种元素的第一电离能由由大到小的顺序是F>N>O;
故答案为:F>N>O;
(2)铁是26号元素,其原子核外有26个电子,铁离子失去3个电子,M能层的电子排布式为3s23p63d5
故答案为:3s23p63d5
(3)γ晶胞为面心立方最密堆积,由晶胞结构可知晶胞δ中原子个数为1+8×$\frac{1}{8}$=2,晶胞α的原子个数为8×$\frac{1}{8}$=1,则密度ρδ:ρα=$\frac{{\frac{2M}{N_A}}}{{{{({\frac{4r}{{\sqrt{3}}}})}^3}}}:\frac{{\frac{M}{N_A}}}{{{{({2r})}^3}}}$=$\frac{3}{4}\sqrt{3}$,
故答案为:面心立方最密堆积;ρδ:ρα=$\frac{{\frac{2M}{N_A}}}{{{{({\frac{4r}{{\sqrt{3}}}})}^3}}}:\frac{{\frac{M}{N_A}}}{{{{({2r})}^3}}}$=$\frac{3}{4}\sqrt{3}$;
(4)分子中C原子以碳碳双键和碳碳单键形式存在,则碳原子的杂化方式是sp2、sp3
故答案为:sp2、sp3
(5)CN-中含有两个原子且价电子数是10,所以与CN-互为等电子体的一种分子的化学式:N2,电子式为,(CN)2是直线型分子,并有对称性,结构式为:N≡C-C≡N,(CN)2中π键和σ键的个数比为4:3;
故答案为:;4:3;
(6)晶胞中F-离子数目=12×$\frac{1}{4}$=3、Mg2+离子数目=8×$\frac{1}{8}$=1、K+离子数目=1,故该晶体化学式为:KMgF3.如F-位于定点,则与之最近的F-位于同一平面的对角线,而每个定点为8个晶胞共有,所以在该晶体中与一个F-距离最近且相等的F-的个数为 8,
故答案为:KMgF3;8.

点评 本题考查了第一电离能、核外电子排布、杂化轨道、等电子体、晶胞计算等,为高频考点,侧重学生的分析能力和计算能力的考查,难度中等,利用均摊法进行晶胞有关计算.

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