Question

【题目】Fe、HCN与K2CO3在一定条件下发生如下反应：

Fe+6HCN+2K2CO3=K4Fe(CN)6+H2↑+2CO2↑+2H2O，回答下列问题：

（1）此化学方程式中涉及的第二周期元素的电负性由小到大的顺序为___________________。

（2）配合物K4Fe(CN)6的中心离子是____________，该离子价电子的基态电子排布图为____________。

（3）lmol HCN分子中含有σ键的数目为____________，HCN分子中碳原子轨道杂化类型是____________，与CN-互为等电子体的阴离子是____________。

（4）K2CO3中阴离子的空间构型为____________，其中碳原子的价层电子对数为____________。

（5）冰的晶体结构模型如图，它的晶胞与金刚石相似，水分子之间以氢键相连接，在一个晶胞有__________个氢键，若氢键键长为d nm，则晶体密度（g/cm3）计算式为____________（用NA表示阿伏伽德罗常数的值）。

Answer 1

【答案】 C Fe2+ 1.202×1024 sp杂化 C22— 平面三角形 3 16

【解析】（1）此化学方程式中涉及的第二周期元素有C、N、O，三种元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性由小到大的顺序为C<N<O；

（2）配合物K4Fe(CN)6的中心离子是 Fe2+，该离子价电子的基态电子排布图为；

（3）HCN的结构式为H—C N，lmol HCN分子中含有σ键的数目为2NA，HCN分子中碳原子轨道杂化类型是sp杂化，有二个原子和10个价电子，则与CN-互为等电子体的阴离子有 C22—；

（4）CO32-中碳原子价层电子对个数=3+（4+2-3×2）=3，且不含孤电子对，所以C原子采用sp2杂化，空间构型为平面三角形；

（5）每个冰晶胞平均占有分子个数=4+×8+6×=8，H2O的氧原子中含有2个σ键和2个孤电子对，金刚石中每个碳原子含有4个σ键且没有孤电子对，所以水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子中一个氧原子可以和另外2个水分子中的氢原子形成2个氢键，2个氢原子可以和另外2个水分子中的氧原子形成氢键，所以每个水分子可与相邻的4个水分子形成4个氢键，即平均每个水分子可形成2个氢键，每个晶胞中共有2×8=16个氢键；若氢键键长为d nm，晶胞的对角线为4dnm，设晶胞边长为anm，则a=nm，晶胞的体积为(anm)3，晶胞的质量为，晶体密度=÷(anm)3=g/cm3。

点睛:根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=（a-xb），a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数．根据n值判断杂化类型：一般有如下规律：当n=2，sp杂化；n=3，sp2杂化；n=4，sp3杂化；中心原子的杂化类型为sp2，说明该分子中心原子的价层电子对个数是3，无孤电子对数，空间构型是平面三角形。