题目内容
【题目】铁和钴是两种重要的过渡元素。
(1)钴位于元素周期表第四周期Ⅷ族,其基态原子中未成对电子个数为___________。
(2)基态Fe3+的核外电子排布式___________
(3)铁氧体是一种磁性材料,工业上制备时常采用水解法,制备时常加入尿素(CO(NH2)2)、醋酸钠等碱性物质。尿素分子中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是___________,分子中σ键与π键的数目之比为___________。醋酸钠中碳原子的杂化类型___________。
(4)铁氧体也可使用沉淀法,制备时常加入氨(NH3)、联氨(N2H4)等弱碱,已知氨(NH3熔点:-77.8%℃、沸点:-33.5%℃),联氨(N2H4熔点:2℃、沸点:113.5°C)解释其熔沸点高低的主要原因______________________。
(5)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,已知Co3+的配位数为6,为确定钻的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀,则第一种配合物的配体为___________。在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀。则第二种配合物的配体为___________。
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(6)奥氏体是碳溶解在r-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞为面心立方结构,如上图所示,则该物质的化学式为___________。若品体密度为dg·cm-3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___________pm(阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。
【答案】3 1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) O>N>C>H 7:1 sp2 、sp3 联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子形成的氢键 NH3、Br- NH3、 SO42- FeC(Fe4C4)
【解析】
(1)根据钴在元素周期表的位置,结合其电子排布式判断未成对电子个数;
(2)依据基态Fe的核外电子排布式判断失去最外层3个电子后的电子排布式;
(3)CO(NH2)2分子由C、N、H、O原子构成,根据同一周期元素电负性依次增大,同一主族元素电负性逐渐减小的规律进行分析;共价单键有1个σ键,共价双键有1个σ键与1个π键,结合成键规律及其分子结构式分析作答;醋酸钠含单键与碳氧双键,结合杂化轨道理论进行分析;
(4)考虑氢键对物质的熔沸点的影响;
(5)配合物的外界和内界之间通常形成离子键,外界的离子可以电离,而内界的配体离子难以电离。
(1)钴是27号元素,位于元素周期表第四周期Ⅷ族,其基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d74s2,则在3d能级的原子轨道中有3个未成对电子,
故答案为:3;
(2)因Fe原子序数为26,位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2,则基态Fe3+的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5),
故答案为:1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5);
(3)同一周期中从左到右元素的电负性依次增大,同一主族元素从上到下电负性逐渐减小,则C、N、H、O的电负性由大到小的顺序是O>N>C>H;CO(NH2)2的结构简式为:
,可看出分子内共有7个σ键与1个π键,则σ键与π键的个数比为7:1;醋酸根离子的中心碳原子不提供孤对电子,醋酸分子中两个碳原子处于中心位置,甲基碳原子sp3杂化,羧基碳原子sp2杂化,故其杂化类型为sp2 、sp3,
故答案为:O>N>C>H;7:1;sp2 、sp3;
(4)N2H4与NH3相比,其分子间的氢键数目较氨分子形成的氢键多,则N2H4熔沸点会相对升高,
故答案为:联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子形成的氢键;
(5)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,已知Co3+的配位数为6。在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀,白色沉淀是硫酸银,说明第一种配体不是硫酸根,硫酸根是外界的离子,而溴离子是内界的配体,则第一种配合物的配体为NH3、Br-;在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀,则沉淀为溴化银,则配体不可能是Br-,即第一种配合物的配体为NH3、SO42-。
故答案为:NH3、Br-;NH3、SO42-;
(6)根据晶胞结构可知,晶胞中铁原子个数为8×1/8+6×1/2 = 4,碳原子个数为1+12×1/4 = 4,因此该物质的化学式为FeC(Fe4C4);晶胞中最近的两个碳原子之间的距离为面对角线的一半,晶胞的边长 =
=
cm,则面对角线为
cm×
,所以晶胞中最近的碳原子之间的距离 =
=
pm,
故答案为:FeC(Fe4C4);
pm。
【题目】N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可发生以下反应:2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g)△H>0,T1温度时,向密闭容器中通入N2O5,部分实验数据见下表:
时间/s | 0 | 500 | 1000 | 1500 |
c(N2O5)mol/L | 5.00 | 3.53 | 2.50 | 2.50 |
下列说法中不正确的是:
A. T1温度下,500s时O2的浓度为0.74mol/L
B. 平衡后其他件不变,将容器的体积压缩到原来的1/2,则再平衡时c(N2O5)>5.00 mol/L
C. T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若T1>T2,则K1<K2
D. T1温度下的平衡常数为K1=125,平衡时N2O5的转化率为0.5