题目内容
【题目】铁和钴是两种重要的过渡元素。
（1）钴位于元素周期表得第_____________族，其基态原子中未成对电子的个数为______。
（2）[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁（Ⅲ），是一种重要的配合物。该化合物中Fe3+的核外电子排布式为________，所含非金属元素的第一电离能由大到小的顺序是_________。
（3）尿素分子中碳原子为________杂化，分子中σ键与π键的数目之比为_____。
（4）配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x=___。Fe(CO)x常温下呈液态，熔点为-20 .5 ℃，沸点为103 ℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)x晶体属于_______（填晶体类型）。
（5）血红素是吡咯（C4H5N）的重要衍生物，血红素（含Fe2＋）可用于治疗缺铁性贫血。吡咯和血红素的结构如图所示。
吡咯
血红素
①1 mol吡咯分子中所含的σ键总数为____个。（用NA表示阿伏加德罗常数的值）分子中的大π键可用
表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数，则吡咯环中的大π键应表示为____ 。
②血液中的O2是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的，则血红蛋白中的Fe2＋与O2是通过____键相结合。
③血红素中N的杂化方式为______________，请画出血红素中N与Fe的配位键_______。
【答案】第四周期第Ⅷ 3 [Ar]3d5（或1s22s22p63s23p63d5） N、O、H、C sp2 7∶1 5 分子晶体 10NA或6.02×1024 π65 配位 sp2 sp3 
【解析】
（1）钴的原子序数是27，位于元素周期表中第Ⅷ族，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，未成对电子的个数为3，故答案为：第四周期第Ⅷ族，3。
（2）铁的原子序数是26，Fe2+的核外电子排布式为［Ar］3d5（或1s22s22p63s23p63d5）；尿素的结构简式为HN2-CO-NH2，碳原子存在双键，氮原子全部是单键，且存在孤对电子，所以分子中C、N原子的杂化方式分别是sp2、sp3。单键都是σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则其分子中σ键与π键的数目之比为7：1。非金属性越强电负性越大，则所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是O、N、C、H；故答案为：[Ar]3d5（或1s22s22p63s23p63d5），N、O、H、C。
（3）尿素分子中碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以其杂化方式为sp2，尿素分子中含有含有2个N-H单键，4个N-H单键，1个C=O双键，单键是σ键，C=O双键中1个
键，1个π键，所以尿素分子中σ键与π键的数目之比为7：1，故答案为：sp2，7∶1。
（4）配合物Fe（CO）x的中心原子是铁原子，其价电子数是8（价电子就是元素周期表中每种元素下边的那个表示形式中的电子之和），每个配体提供的电子数是2，8+2x=18，x=5，分子晶体的熔沸点较低，根据题给信息知，该物质的熔沸点较低，所以为分子晶体，故答案为：5；分子晶体。
（5）①1个吡咯分子中含1个N-H键，二个N-C键，三个C-C键，四个C-H键共10个σ键，则1 mol吡咯分子中所含的σ键总数为10NA或6.02×1024个，吡咯环中的大π键由1个氮原子和4个碳原子组成，可表示为
，故答案为：10NA或6.02×1024，。
②血液中的O2是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的，则血红蛋白中的Fe2＋与O2是通过配位键相结合，故答案为：配位。
③根据N原子的价电子排布式2s22p3，若N原子成三个共价键，则N原子周围还有一对孤对对子，即此时无配位键，该N原子采取sp3杂化，若N原子成四个共价键，必有一个配位键，若还存在双键，则该N原子采用sp2杂化，由图可知，这两种情况都存在；Fe2+的配位键为
，故答案为：sp2、sp3，。
