题目内容

6．人类文明的发展历程，也是化学物质的认识和发现的历程，其中铁、硝酸钾、青霉素、氨、乙醇、二氧化、聚乙烯、二氧化硅等17种“分子”改变过人类的世界．
（1）铁原子在基态时，价电子（外围电子）排布式为3d64s2．
（2）硝酸钾中NO3-的空间构型为平面正三角形，写出与NO3-互为等电子体的一种非极性分子化学式BF3[SO3（ g）、BBr3等]．
（3）6氨基青霉烷酸的结构如图1所示，其中采用sp3杂化的原子有C、N、O、S．

（4）下列说法正确的有a（填字母序号）．
a．乙醇分子间可形成氢键，导致其沸点比氯乙烷高
b．钨的配合物离子[W（CO）5OH]-能催化固定CO2，该配离子中钨显-1价
c．聚乙烯（）分子中有5n个σ键
d．由下表中数据可确定在反应Si（s）+O2（g）═SiO2（s）中，每生成60g SiO2放出的能量为（2c-a-b） kJ
化学键Si-SiO═OSi-O
键能（kJ•mol-1）abc
（5）铁和氨气在640℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构如图2所示，写出该反应的化学方程式8Fe+2NH3$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe4N+3H2．若两个最近的Fe原子间的距离为s cm，则该晶体的密度是$\frac{{119\sqrt{2}}}{{2{s^3}{N_A}}}$g•mol-1．

分析 （1）铁是26号元素，基态原子核外有26个电子，3d、4s能级上电子是其价电子，根据构造原理书写其基态价电子排布式；
（2）根据价层电子对互斥理论确定离子空间构型，原子个数相等价电子数相等的微粒是等电子体，正负电荷重心重合的分子是非极性分子；
（3）根据价层电子对互斥理论确定碳原子杂化方式；
（4）a氢键的存在影响物质的熔沸点；
b根据化合物中化合价的代数和为0计算；
c聚乙烯（）分子中有（6n-1）个σ键；
d.60gSiO2的物质的量=$\frac{60}{60}$，一个硅原子含有4个硅氧键；
（5）铁和氨气在640℃可发生置换反应生成氢气和氮化铁，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；
设正四面体的棱长为xcm，则正四面体的面对角线为$\sqrt{2}$xcm，又两个最近的Fe原子间的距离为scm，所以$\frac{\sqrt{2}}{2}$x=s，则x=$\sqrt{2}$scm，根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶胞密度．

解答 解：（1）铁是26号元素，基态原子核外有26个电子，3d、4s能级上电子是其价电子，根据构造原理知其价电子排布式为：3d64s2，故答案为：3d64s2；
（2）NO3-中N原子价层电子对=3+$\frac{1}{2}$（5+1-3×2）=3，且不含孤电子对，所以是平面三角形结构，
与N03-互为等电子体的一种非极性分子有：BF3[SO3（ g）、BBr3等]，
故答案为：平面正三角形，BF3[SO3（ g）、BBr3等]；
（3）只要共价单键和孤电子对的和是4的原子就采取sp3杂化，根据图片知，采用sp3杂化的原子有C、N、O、S，故答案为：C、N、O、S；
（4）a．乙醇分子间可形成氢键，氯乙烷中不含氢键，氢键的存在导致乙醇的沸点升高，所以乙醇的沸点比氯乙烷高，故正确；
b．根据化合物中化合价的代数和为0知，钨的配合物离子[W（CO）5OH]-中钨显0价，故错误；
c．聚乙烯（）分子中有（6n-1）个σ键，故错误；
d．由表中数据知反应Si（s）+O2（g）=SiO2（s）中，每生成60gSiO2放出的能量为（4c-2a-b）kJ，故错误；
故选a；
（5）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氢气和氮化铁，所以该反应方程式为：8Fe+2NH3$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe4N+3H2，
设正四面体的棱长为xcm，则正四面体的面对角线为$\sqrt{2}$xcm，又两个最近的Fe原子间的距离为scm，所以$\frac{\sqrt{2}}{2}$x=s，则x=$\sqrt{2}$scm，根据ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{56×4+14}{N{\;}_{A}}}{（\sqrt{2}s）{\;}^{3}}$=$\frac{{119\sqrt{2}}}{{2{s^3}{N_A}}}$．
故答案为：8Fe+2NH3$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe4N+3H2；$\frac{{119\sqrt{2}}}{{2{s^3}{N_A}}}$．

点评 本题考查较综合，电子数排布式的书写、杂化方式的判断、晶胞的计算都是学习重点，难点是（4）cd选项，c选项中利用数学归纳法分析，d选项中明确硅、二氧化硅的空间结构是解此选项是关键，难度中等．

练习册系列答案
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