Question

【题目】在人类文明的历程中，改变世界的事物很多，其中铁、硝酸钾、青霉素、氨、乙醇、二氧化碳等17种“分子”改变过人类的世界。

（1）铁原子在基态时，价层电子排布式为___。

（2）硝酸钾中NO3-的空间构型为___。

（3）1molCO2分子中含有σ键的数目为___。乙醇的相对分子质量比氯乙烷小，但其沸点比氯乙烷高，其原因是___。

（4）6－氨基青霉烷酸的结构如图1所示，其中采用sp3杂化的原子有___。

（5）铁和氨气在640℃可发生置换反应，产物之－的晶胞结构如图2所示，写出该反应的化学方程式___。

（6）晶胞有两个基本要素：

①原子坐标参数：表示晶胞内部各微粒的相对位置。如图是CaF2的晶胞，其中原子坐标参数A处为(0，0，0)；B处为(，，0)；C处为(1，1，1)。则D处微粒的坐标参数为___。

②晶胞参数：描述晶胞的大小和形状。已知CaF2晶体的密度为ρg·cm－3，则晶胞参数a为___pm(设NA为阿伏加德罗常数的值，用含ρ、NA的式子表示)。

Answer 1

【答案】3d64s2 平面正三角形 2 乙醇分子间可形成氢键，氯乙烷中不含氢键，氢键的存在导致乙醇的沸点升高，所以乙醇的沸点比氯乙烷高 C、N、O、S 8Fe+2NH3=2Fe4N+3H2 (3/4,3/4,3/4)

【解析】

（1）铁是26号元素，基态原子核外有26个电子，3d、4s能级上电子是其价电子，根据构造原理书写其基态价电子排布式；

（2）根据价层电子对互斥理论确定离子空间构型；

（3）依据二氧化碳的结构进行回答；

（4）根据价层电子对互斥理论确定碳原子杂化方式；

（5）铁和氨气在640℃可发生置换反应生成氮气和氮化铁，利用均摊法确定氮化铁的化学式，根据温度、反应物和生成物写出反应方程式．

（6）①D处于体对角线AC上，且AD距离等于体对角线长度的，则D到坐标平面距离均为晶胞棱长；

②晶胞中Ca2+与离它最近的F-之间的距离等于晶胞体对角线长度的，体对角线长度等于晶胞棱长的√3倍，均摊法计算晶胞中各原子数目，计算晶胞质量，结合密度计算晶胞体积，晶胞体积开三次方得到晶胞棱长。

（1）铁是26号元素，基态原子核外有26个电子，3d、4s能级上电子是其价电子，根据构造原理知其价电子排布式为：3d64s2，

故答案为：3d64s2；

（2）NO3-中N原子价层电子对=1/2（5+1-3×2）=3，且不含孤电子对，所以是平面三角形结构，

故答案为：平面正三角形；

（3）二氧化碳的结构是O=C=O，含有的σ键的数目为2，乙醇的相对分子质量比氯乙烷小，但其沸点比氯乙烷高，其原因是乙醇分子间可形成氢键，氯乙烷中不含氢键，氢键的存在导致乙醇的沸点升高，所以乙醇的沸点比氯乙烷高，；

故答案为：2；乙醇分子间可形成氢键，氯乙烷中不含氢键，氢键的存在导致乙醇的沸点升高，所以乙醇的沸点比氯乙烷高；

（4）只要共价单键和孤电子对的和是4的原子就采取sp3杂化，根据图片知，采用sp3杂化的原子有C、N、O、S，

故答案为：C、N、O、S；

（5）该晶胞中铁原子个数=8×+6×=4，氮原子个数是1，所以氮化铁的化学式是Fe4N，铁和氨气在640℃可发生置换反应生成氮气和氮化铁，所以该反应方程式为：8Fe+2NH3=2Fe4N+3H2，

故答案为：8Fe+2NH3=2Fe4N+3H2．

(6)①D处于体对角线AC上,且AD距离等于体对角线长度的34,则D到坐标平面距离均为晶胞棱长3/4,由C的坐标参数可知,晶胞棱长=1,故D到坐标平面距离均3/4,D处微粒的坐标参数为(, ,)，

故答案为：(,,)；

②设晶胞中Ca2+与离它最近的F-间距离为xnm，晶胞的边长为ycm，则x与y的关系为(4x)2=3y2，所以y=。由于F-位于晶胞的内部，Ca2+位于晶胞的顶点和面心，所以平均每个晶胞含有F-和Ca2+数目分别是8个和4个，所以ρ=，解得x=，

故答案为：。