Mn.Fe均为第四周期过渡元素.两元素的部分电离能(I)数据列于表:元素MnFe电离能I1717759I215091561I332482957回答下列问题:(1)Fe元素价电子层的电子排布式为3d64s2.比较两元素的I2.I3可知.气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难．对此.你的解释是由Mn2+转化为Mn3+时.3d能级由较稳定的3d5半充满状态转� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

16．Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能（I）数据列于表：

元素		Mn	Fe
电离能（kJ/mol）	I₁	717	759
	I₂	1509	1561
	I₃	3248	2957

回答下列问题：
（1）Fe元素价电子层的电子排布式为3d⁶4s²，比较两元素的I₂、I₃可知，气态Mn²⁺再失去一个电子比气态Fe²⁺再失去一个电子难．对此，你的解释是由Mn²⁺转化为Mn³⁺时，3d能级由较稳定的3d⁵半充满状态转变为不稳定的3d⁴状态（或Fe²⁺转化为Fe³⁺时，3d能级由不稳定的3d⁶状态转变为较稳定的3d⁵半充满状态）．
（2）Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道，能与一些分子或离子形成配合物，则与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的条件是具有孤对电子．
（3）三氯化铁常温下为固体，熔点282℃，沸点315℃，在300℃以上易升华，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂，据此判断三氯化铁晶体为分子晶体．
（4）金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示．面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为2：1，其中体心立方晶胞空间利用率为68%．

分析（1）根据核外电子排布规律书写；原子轨道处于半满、全满、全空时能量更低稳定；
（2）根据配位键形成条件分析，由Fe原子或离子的核外电子排布图可知，Fe原子或离子含有空轨道；
（3）氯化铁的晶体熔沸点低，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂，符合分子晶体的特征；
（4）体心立方晶胞中Fe原子个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2，面心立方晶胞中Fe原子个数=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4；假设体心立方晶胞的铁原子半径为r，晶胞的边长为a，该晶胞中总铁原子体积=2×$\frac{4}{3}$πr³，晶胞边长a=$\sqrt{\frac{16}{3}}$r，体心立方晶胞中晶体体积a³=（$\sqrt{\frac{16}{3}}$r）³，
晶胞空间利用率=$\frac{铁原子总体积}{晶胞体积}×100%$．

解答解：（1）Fe原子是26号元素，Fe原子的基态核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，所以价层电子排布式为3d⁶4s²，
由Mn²⁺转化为Mn³⁺时，3d能级由较稳定的3d⁵半充满状态转为不稳定的3d⁴状态需要的能量较多，而Fe²⁺到Fe³⁺时，3d能级由不稳定的3d⁶到稳定的3d⁵半充满状态，需要的能量相对要少，
故答案为：3d⁶4s²；由Mn²⁺转化为Mn³⁺时，3d能级由较稳定的3d⁵半充满状态转变为不稳定的3d⁴状态（或Fe²⁺转化为Fe³⁺时，3d能级由不稳定的3d⁶状态转变为较稳定的3d⁵半充满状态）；
（2）Fe原子或离子含有空轨道，所以，与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具有孤对电子，
故答案为：具有孤对电子；
（3）三氯化铁，其熔点：282℃，沸点315℃，在300℃以上升华，三氯化铁的晶体熔沸点低，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂，符合分子晶体的特征，故为三氯化铁分子晶体，
故答案为：分子；
（4）体心立方晶胞中Fe原子个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2，面心立方晶胞中Fe原子个数=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，所以面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为2：1，该晶胞中总铁原子体积=2×$\frac{4}{3}$πr³，晶胞边长a=$\sqrt{\frac{16}{3}}$r，体心立方晶胞中晶体体积a³=（$\sqrt{\frac{16}{3}}$r）³，
晶胞空间利用率=$\frac{铁原子总体积}{晶胞体积}×100%$=$\frac{2×\frac{4}{3}×π×{r}^{3}}{（\sqrt{\frac{16}{3}}r）^{3}}$×100%=68%，
故答案为：2：1；68%．

点评本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、原子核外电子排布等知识点，难点是晶胞计算，注意体心立方中体对角线上三个原子紧贴、面心立方晶胞中同一面上对角线上三个原子紧贴，为易错点．

练习册系列答案

7．

工业上常用水蒸气通过炽热的焦炭制得水煤气（主要成分为CO和H₂），其反应的化学方程式为C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1．请回答下列问题：
（1）若用炭粉和水蒸气在恒容密闭容器中进行反应，当反应达到平衡后，再充入H₂O（g），则其正反应速率将增大（填“增大”“减小”或“不变”）．
（2）如图分别是炭粉和水蒸气在不同温度、体积均为2L的甲、乙两个恒容密闭容器中反应达到平衡的示意图，投入反应物的量完全相同．
①甲容器中，0～2min内的平均反应速率v（H₂）=0.3mol/（L•min）．
②两容器温度：甲乙（填“＞”“＜”或“=”，下同）乙．
③B点和C点的化学反应速率：v（B）Bv（C）．

4．下列叙述中正确的是（　　）

	A．	FeCl₃溶液、Fe（OH）₃胶体与Fe（OH）₃沉淀的本质区别是有没有丁达尔效应
	B．	根据分散系的稳定性的大小将混合物分为胶体、溶液和浊液
	C．	根据是否具有丁达尔效应，将分散系分为溶液、浊液和胶体
	D．	胶体、分散系、混合物概念间的从属关系可用下图表示

11．（1）中和相同体积、相同物质的量浓度的NaOH溶液，并使其生成正盐，需要相同物质的量浓度的盐酸、硫酸、磷酸溶液的体积比为6：3：2．
（2）实验室制取Cl₂的反应方程式为：MnO₂+4HCl （浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．从氧化还原反应的角度看，在制备H₂、CO₂、Cl₂三种气体时，盐酸的作用分别是氧化剂、酸性、还原剂，酸性．
（3）Cl₂、SO₂都能使品红溶液褪色，现将二者以等物质的量混合后再通入到品红溶液中，品红溶液将（填褪色或不褪色），反应方程式为：Cl₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl．

1．下列变化中，不可能通过一步反应实现的是（　　）

SiO₂→Na₂SiO₃

SiO ₂→H ₂SiO ₃

8．短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，元素X的一种高硬度单质是宝石，Y²⁺电子层结构与氖相同，Z的质子数为偶数，室温下M单质为淡黄色固体，回答下列问题：
（1）Z元素是Si，其最高价氧化物的晶体类型原子晶体，该氧化物的用途光导纤维．
（2）X与M的单质在高温下反应其产物的结构式S=C=S．
（3）写出X与M的最高价氧化物的水化物的浓溶液之间反应的化学方程式为C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．

5．已知将溶液中的Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺沉淀为氢氧化物，需溶液的pH分别为6.4、9.6、3.7．现有含FeC1₂杂质的氯化铜晶体（CuC1₂•2H₂O），为制取纯净的CuC1₂，首先将其制成水溶液，然后按图示步骤进行提纯：
请回答下列问题：
（1）加氧化剂的目的是：将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，再除去．
（2）物质Y是CuO或Cu（OH）₂．
（3）除去Fe³⁺有关离子方程式是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O

14．中秋之夜，天宫二号搭载长征二号F运载火箭顺利升空，成为了中国第一个真正意义上的空间实验室．火箭使用的主要燃料是偏二甲肼（C₂H₈N₂）和四氧化二氮，在火箭发射时反应的热化学方程式为：C₂H₈N₂（l）+2N₂O₄（l）═2CO₂（g）+3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-2550kJ/mol，下列叙述错误的是（　　）

	A．	该反应可在瞬间产生大量高温气体，推动火箭飞行且反应产物对环境无污染
	B．	向火箭注入燃料的操作非常严格，不能有丝毫失误，因为该反应的缺点是反应物有毒、有污染
	C．	偏二甲肼的燃烧热为△H=-2550 kJ/mol
	D．	该反应中1mol C₂H₈N₂反应时转移16 mol e^-

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