题目内容

14．铁氮化合物（FexNy）在磁记录材料领域有着广泛的应用前景．某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与．
（1）Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5．
（2）丙酮（）分子中碳原子轨道的杂化类型是sp2和sp3，1mol 丙酮分子中含有σ键的数目为9NA．
（3）C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为H＜C＜O．
（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为乙醇分子间存在氢键．
（5）某FexNy的晶胞如图-1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe（x-n） CunNy．FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图-2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为Fe3CuN．

分析 （1）Fe的原子序数为26，Fe3+基态核外电子数为23，且3d电子为半满稳定结构；
（2）中单键均为σ键，双键中含1个σ键，甲基上C形成4个σ键，C=O中C形成3个σ键；
（3）非金属性越强，电负性越大；
（4）乙醇分子之间形成氢键，导致沸点较高；
（5）由图2可知，Cu替代a位置的Fe时能量较低，更稳定，则Cu位于顶点，N（Cu）=8×$\frac{1}{8}$=1，Fe位于面心，N（Fe）=6×$\frac{1}{2}$=3，N位于体心，以此来解答．

解答 解：（1）Fe的原子序数为26，Fe3+基态核外电子数为23，且3d电子为半满稳定结构，可知Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5，
故答案为：[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5；
（2）中单键均为σ键，双键中含1个σ键，甲基上C形成4个σ键，C=O中C形成3个σ键，均为孤对电子，则羰基上C为sp2杂化，甲基上C为sp3杂化，1mol丙酮共有9molσ键，数目为9NA个，
故答案为：sp2和sp3；9NA；
（3）非金属性越强，电负性越大，则C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为H＜C＜O，
故答案为：H＜C＜O；
（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为乙醇分子间存在氢键，导致沸点高，
故答案为：乙醇分子间存在氢键；
（5）由图2可知，Cu替代a位置的Fe时能量较低，更稳定，则Cu位于顶点，N（Cu）=8×$\frac{1}{8}$=1，Fe位于面心，N（Fe）=6×$\frac{1}{2}$=3，N位于体心，则只有1个N，其化学式为Fe3CuN，故答案为：Fe3CuN．

点评 本题考查物质结构与性质，为高频考点，把握电子排布、电负性比较、杂化及化学键、均摊法计算晶胞结构为解答的关键，侧重分析能力和应用能力的考查，综合性较强，题目难度中等．

练习册系列答案
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19．氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物．实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下：

回答下列问题：
（1）A的结构简式为．C的化学名称是三氟甲苯．
（2）③的反应试剂和反应条件分别是浓硫酸、浓硝酸，并加热，该反应的类型是取代反应．
（3）⑤的反应方程式为．吡啶是一种有机碱，其作用是吸收反应产生的氯化氢，提高反应转化率．
（4）G的分子式为C11H11O3N2F3．
（5）H是G的同分异构体，其苯环上的取代基与G的相同但位置不同，则H可能的结构有9种．
（6）4-甲氧基乙酰苯胺（）是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚（）制备4-甲氧基乙酰苯胺的合成路线（其他试剂任选）．
5．一定条件下，在体积为V L的密闭容器中发生化学反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），可判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是（　　）
A．v生成（CH3OH）=v消耗（CO）
B．混合气体的密度不再改变
C．混合气体的平均相对分子质量不再改变
D．CO、H2、CH3OH的浓度比为1：2：1
2．化学与生产、生活密切相关．下列说法正确的是（　　）
A．氢氧燃料电池、硅太阳能电池都利用了原电池原理
B．苯是从煤和石油中加工制得的一种重要的化工原料
C．汽车尾气中含有的氮氧化物，是汽油不完全燃烧造成的
D．可用热的饱和Na2CO3溶液除去金属表面的矿物油
9．温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2（g）?2NO（g）+O2 （g） （正反应吸热）．实验测得：v正=v （NO2 ）消耗=k正c2（NO2 ），v逆=v（NO）消耗=2v （O2 ）消耗=k逆c2 （NO）•c（O2 ），k正、k逆为速率常数，受温度影响．下列说法正确的是（　　）
 容器编号 物质的起始浓度（mol•L-1） 物质的平衡浓度（mol•L-1）
 c（NO2）c（NO） c（O2） 
 c（O2）
Ⅰ 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.3 0.5 0.2 
Ⅲ 00.5  0.35 
A．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为 4：5
B．达平衡时，容器Ⅱ中 c（O2 ）/c（NO2 ） 比容器Ⅰ中的大
C．达平衡时，容器Ⅲ中 NO 的体积分数小于50%
D．当温度改变为 T2时，若 k正=k逆，则 T2＞T1
4．某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+、I2，他们使用的药品和装置如图所示：

（1）装置E的作是安全瓶，防止倒吸．装置F中为NaOH溶液．
（2）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择C
A．蒸馏水                  B．饱和Na2SO3溶液
C．饱和NaHSO3溶液          D．饱和NaHCO3溶液
（3）SO2气体还原Fe3+反应的产物是Fe2+、SO42-（填离子符号）．
（4）在上述装置中通入过量的SO2为了验证C中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应，他们取C中的溶液，分成三份，并设计了如下实验：
方案①：往第一份试液中加入KMnO4溶液，紫红色褪去．
方案②：往第一份试液加入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红．
方案③：往第二份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl2，产生白色沉淀．
上述方案不合理的是方案①，原因是SO2、Fe2+都能使酸性高锰酸钾褪色．
（5）能表明I-的还原性弱于SO2的现象是D中蓝色褪去，写出有关离子方程式：I2+SO2+2H2O=4H++2I-+SO42-．
11．茶叶中铁元素的检验可经过以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品使用不恰当的是（　　）
A．将茶叶灼烧灰化，选用①、②、⑦和⑨
B．用浓硝酸溶解茶叶并加蒸馏水稀释，选用③和⑩
C．过滤得到滤液，选用④、⑤和⑦
D．检验中滤液中的Fe3+，选用③、⑧和⑩
8．无机含氧酸的化学式可以用XOn（OH）m来表示（X代表成酸元素，n代表XO基中的氧原子数，m代表OH的数目），若n值越大，m值越小，则该酸的酸性就越强．硫酸、磷酸的结构如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．硫酸和磷酸都是强酸B．硫酸的酸性比磷酸弱
C．磷酸和硫酸都是弱酸D．硫酸的酸性比磷酸强
9．利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）通过下列反应合成甲醇．下列说法正确的是（　　）
反应①：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H1=41kJ•mol-1
反应②：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H2=-99kJ•mol-1
反应③：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（l）△H3．
A．反应①为放热反应B．增大反应①的压强，H2转化率提高
C．反应②使用催化剂，△H2不变D．△H3=-58 KJ•mol-1

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