Question

15．NH₃可用来制尿素（）等化学肥料．
（1）工业上合成氨常用铁触媒作催化剂，请写出Fe³⁺基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵或[Ar]3d⁵．
（2）CO₂+2NH₃$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$CO（NH₂）₂+H₂O，则CO（NH₂）₂分子中C原子的杂化方式为sp²．其中C、N、O三种元素的电负性由小到大的顺序为C＜N＜O．
（3）与NH₃互为等电子体的阳离子为H₃O⁺．
（4）1mol CO（NH₂）₂中含有σ键的数目为7N_A．
（5）铁和氨气反应的产物之一晶胞结构如图，写出该产物化学式Fe₄N．

Answer 1

分析 （1）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去3个电子变成Fe³⁺，根据构造原理书写Fe³⁺核外电子排布式；
（2）由尿素的结构式可知，C原子成2个C-N键、1个C=O键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3；C、N、O三种元素的非金属性依次增强，电负性依次增大；
（3）NH₃含有4个原子，价电子总数为8个电子，结合等电子体的定义分析；
（4）单键为σ的键，双键含有1个σ的键，CO（NH₂）₂分子中含有7个σ的键；
（5）利用均摊法确定氮化铁的化学式．

解答 解：（1）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去最外层3个电子变成Fe³⁺，根据构造原理知，其基态离子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵ 或[Ar]3d⁵ ，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵ 或[Ar]3d⁵；
（2）由尿素分子的结构式可知，尿素分子中C原子成2个C-N键、1个C=O键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，C原子采取sp²杂化，C、N、O三种元素的非金属性依次增强，电负性依次增大，即C＜N＜O，
故答案为：sp²；C＜N＜O；
（3）NH₃含有4个原子，价电子总数为8个电子，则对应的等电子体有H₃O⁺，
故答案为：H₃O⁺；
（4）单键为σ的键，双键含有1个σ的键，CO（NH₂）₂分子中含有7个σ的键，1mol CO（NH₂）₂分子中含有σ的键的数目为为7N_A，
故答案为：7N_A；
（5）该晶胞中铁原子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$，氮原子个数是1，所以氮化铁的化学式是Fe₄N，
故答案为：Fe₄N．

点评 本题考查较综合，涉及电子排布式的书写、杂化方式的判断、电负性的大小、等电子体的判断、晶胞的计算等，难度中等，侧重于考查学生的分析能力．