Question

【题目】随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。以天然气(主要成分是CH4)为原料经合成气(主要成分为CO、H2)制化学品，是目前天然气转化利用的主要技术路线。而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，常因含羰基铁[Fe(CO)5]等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。请回答下列问题：

（1）[Fe(CO)5]中铁的化合价为0，写出铁原子的基态电子排布式：______________________。

（2）与CO互为等电子体的分子为________(填化学式)，CO分子的电子式为________。

（3）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有________________（填化学式），CH3OH的熔、沸点比CH4高，其主要原因是_________________________________。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 N2 CH4、CH3OH CH3OH分子之间有极性，同时分子之间还存在着氢键的作用

【解析】（1）Fe的原子序数为26，则基态电子排布式为[Ar]3d64s2，故答案为：[Ar]3d64s2；（2）CO分子中C原子上有一对孤对电子，C、O原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式为C≡O，又等电子体中原子数和价电子数都相同，则N2、CN-、CO的原子数都是2，价电子数都是10，则互为等电子体，其中分子为：N2；CO分子的电子式为；（3）判断原子采取杂化方式时，先根据价层电子对互斥理论判断价层电子对，然后再确定采取的杂化方式．价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数，σ键电子对数=σ键个数=中心原子结合的原子个数，中心原子上的孤电子对数=（a-xb）/2，说明：对于分子，a为中心原子的价电子数，x为配位原子个数，b为配位原子最多能接受的电子数．在CH4中价层电子对数=σ键电子对数（4）+中心原子上的孤电子对数（0），所以碳原子采取sp3杂化．

在CO分子中价层电子对数=σ键电子对数（1）+中心原子上的孤电子对数（1），所以碳原子采取sp杂化．CH3OH中，价层电子对数=σ键电子对数（4）+中心原子上的孤电子对数（0），所以碳原子采取sp3杂化； CH3OH分子之间有极性，CH3OH形成分子间氢键，沸点升高。