Question

【题目】铁单质及化合物与我们的生产、生活紧密相关。

(1)Fe3＋的基态核外价电子排布式为______，应用原子结构比较Fe与同周期的Mn第三电离能(I3)的大小：I3(Mn)_______I3(Fe)(填>、<、＝)。理由是_______。

(2)Fe、Fe2＋、Fe3＋可以与CO、SCN－、CN－、H2NCONH2(尿素)等多种配体形成很多的配合物。

①配合物Fe(CO)5的熔点－20℃，沸点103℃，可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如图所示：

下列关于Fe(CO)5说法不正确的是________。

A.Fe(CO)5是分子晶体

B.Fe(CO)5中Fe原子的配体与C22－互为等电子体

C.Fe(CO)5中σ键与π键之比为1：1

D.Fe(CO)5＝Fe＋5CO反应中没有新化学键生成

②CN－的电子式为__________。

③H2NCONH2(尿素)中N、C原子的杂化方式分别为__________、__________，

组成尿素的4种元素的第一电离能由大到小的顺序为__________，1 mol H2NCONH2(尿素)分子中含有σ键的数目为__________。

(3)NaCl和MgO都属于离子化合物，NaCl的熔点为801.3C，MgO的熔点高达2800℃。造成两种晶体熔点差距的主要原因是________。

(4)FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置的Fe或者b位置的Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy，FexNy转化为两种Cu的替代型产物的能量变化如图2所示，其中相对不稳定的Cu替代型产物的化学式为__________。

Answer 1

【答案】3d5 ＞ Mn原子核外失去2个电子后，其价电子排布式为3d5，处于半充满的稳定状态，较难失去电子 D sp3 sp2 N＞O＞C＞H 7NA 氧化镁晶体中所含离子的半径小，电荷数更大，晶格能更大，则熔点更高 FeCu3N

【解析】

(1)根据构造原理写价电子排布式，根据原子核外电子排布以及洪特规则比较电离能大小；

(2)①A. 分子晶体熔沸点较低；

B. 互为等电子体的分子或离子价电子数相等，原子个数相等；

C. Fe与CO形成5个配位键，每个CO分子中含有1个σ键和2个π键；

D. 反应得到Fe单质，形成金属键；

②CN－与N2互为等电子体；

③将H2NCONH2(尿素)的结构简式写成，根据价层电子对互斥理论以及杂化轨道理论判断原子的杂化类型，同一周期元素，第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素；

(3)根据离子晶体熔沸点的比较方法说明理由；

(4)能量越高，物质越不稳定，由此判断Cu代替b位置的Fe型能量高，相对不稳定，再根据均摊法计算其化学式。

(1)Fe为26号元素，根据构造原理，写出Fe价电子排布式为：3d64s2，先失去4s能级2个电子、再失去3d能级1个电子形成Fe3+，则Fe3＋的基态核外价电子排布式为3d5；由于Fe原子核外失去2个电子后，其价电子排布式为3d6，Mn原子核外失去2个电子后，其价电子排布式为3d5，处于半充满的稳定状态，较难失去电子，故I3(Mn)＞I3(Fe)，故答案为：3d5；＞；Mn原子核外失去2个电子后，其价电子排布式为3d5，处于半充满的稳定状态，较难失去电子；

(2)①A. Fe(CO)5的熔沸点很低，属于分子晶体，A项正确；

B. Fe(CO)5的配体为CO，与C22－互为等电子体，B项正确；

C. Fe与CO形成5个配位键，每个CO分子中含有1个σ键和2个π键，则Fe(CO)5中σ键的数目为10个，π键的数目为10个，则Fe(CO)5中σ键与π键之比为1：1，C项正确；

D. 反应得到Fe单质，形成金属键，D项错误；故答案为：D；

②CN－与N2互为等电子体，电子式为，故答案为：；

③将H2NCONH2(尿素)的结构简式写成，由此可知尿素中N、C原子的价层电子对数分别为4、3，则N、C原子的杂化方式分别为sp3、sp2；同一周期元素，第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素，这几种元素第一电离能大小顺序是N＞O＞C＞H，1mol H2NCONH2(尿素)分子中含有σ键的数目为7NA，故答案为：sp3；sp2；N＞O＞C＞H；7NA；

(3)NaCl和MgO都属于离子化合物，氧化镁晶体中所含离子的半径小，电荷数更大，晶格能更大，则熔点更高，故答案为：氧化镁晶体中所含离子的半径小，电荷数更大，晶格能更大，则熔点更高；

(4)能量越高，物质越不稳定，根据转化过程能量变化可知，Cu代替b位置的Fe型能量高，相对不稳定，根据均摊法可知，该晶胞中Cu原子个数=、Fe原子个数=、N原子个数为1，所以其化学式为FeCu3N，故答案为：FeCu3N。