Question

9．氮元素可以形成许多化合物，在我们生活生产中有广泛的应用．
（1）与NF₃分子互为等电子体的分子为NCl₃．
（2）铁和氨气在640℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构见图甲．
写出Fe³⁺的基态电子排布式[Ar]3d⁵．
写出该反应的化学方程式：8Fe+2NH₃$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe₄N+3H₂．

（3）维生素B₄结构如图乙，则1mol维生素B₄分子中含有σ键的数目为16mol．
（4）配合物丙的结构见图，丙中含有abcd（填序号）；
a．极性共价键    b．非极性共价键    c．配位键    d．氢键
丙中碳原子的杂化方式有sp³、sp²．

Answer 1

分析 （1）原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体；
（2）Fe³⁺的基态电子排布式为：[Ar]3d⁵ ；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；
（3）双键含有1个σ键和1个π键；
（4）根据图可知碳碳间、碳氮间为共价键，氮镍间为配位键，氧氢间有氢键；根据碳原子成键类型判断．

解答 解：（1）同主族元素价电子数相等，所以与NF₃分子互为等电子体的分子为NCl₃，故答案为：NCl₃；
（2）Fe³⁺的基态电子排布式为：[Ar]3d⁵ ；该晶胞中铁原子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=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$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe₄N+3H₂，故答案为：[Ar]3d⁵；8Fe+2NH₃$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe₄N+3H₂；
（3）双键含有1个σ键和1个π键，所以1mol维生素B₄分子中含有σ键16mol，故答案为：16；
（4）根据图可知碳碳间形成非极性共价键、碳氮间为极性共价键，氮镍间为配位键，氧氢间形成氢键，根据图可知，碳碳间形成单键，为sp³杂化，有的碳碳间形成双键，为sp²杂化，故选：abcd；sp³、sp²．

点评 本题综合性较大，涉及等电子体、化学键、杂化轨道、晶胞计算等，题目难度中等，注意运用杂化理论推导分子构型，为易错点，侧重于考查学生对所学知识的综合应用能力．