Question

【題目】鐵觸媒是重要的催化劑，CO易與鐵觸媒作用導致其失去催化活性：Fe+5CO=Fe(CO)5；除去CO的化學反應為：[Cu(NH3)2]OOCCH3+CO+NH3＝[Cu(NH3)3(CO)]OOCCH3。

(1)基態Fe原子的外圍電子排布式：________，C、N、O的第一電離能由大到小的順序為________。

（2）Fe(CO)5又名羰基鐵，常溫下為黃色油狀液體，則Fe(CO)5的晶體類型是_______，與CO互為等電子體的分子的電子式為______________。

（3）硝酸鉀中NO3-的空間構型_______，分子中的大π鍵可用符號表示，其中m代表參與形成的大π鍵原子數，n代表參與形成的大π鍵電子數（如苯分子中的大π鍵可表示為），則NO3-中的大π鍵應表示為____________。

（4）配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的雜化類型是________，配位體中提供孤對電子的原子是_____。

（5）用[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反應中，肯定有______形成．

a．離子鍵 b．配位鍵 c．非極性鍵 d．σ鍵

（6）鐵和氨氣在640 ℃可發生置換反應，產物之一的晶胞結構如圖所示，寫出該反應的化學方程式__________________ 。

Answer 1

【答案】 3d64s2 N＞O＞C 分子晶體 平面三角形 sp2、sp3 N bd 8Fe+2NH32Fe4N+3H2

【解析】

（1）Fe原子3d、4s能級電子為其價電子，基態Fe原子的價電子排布式為3d64s2；同一周期元素，元素電負性隨著原子序數增大而增大，但由于氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態，穩定性強，第一電離能大于相鄰元素，則這三種元素第一電離能大小順序是N＞O＞C；

（2）熔沸點較低的晶體為分子晶體，Fe(CO)5又名羰基鐵，常溫下為黃色油狀液體，其熔沸點較低，為分子晶體；原子數和價電子數分別都相等的互為等電子體，與CO互為等電子體的分子是氮氣，電子式為；

（3）NO3-中N原子的價層電子對數是，不含有孤對電子，則其的空間構型平面三角形；N的2s能級上一個電子躍遷到2pz軌道，2s，2px，2py三個軌道形成sp2雜化軌道，2pz軌道則留有一對電子，每個O原子2pz軌道留有一個單電子，再加上整個離子一個單位負電荷，則NO3-形成四中心六電子的離域大π鍵，表示為。

（4）該配合物中C原子價層電子對個數是4和3且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論確定C原子雜化方式為sp3、sp2，該配體中Cu原子提供空軌道、N原子提供孤電子對，形成配位鍵；

（5）用[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反應中，肯定有Cu原子和N、C原子之間的配位鍵且也是δ鍵生成，答案為bd；

（6）利用均攤法計算晶胞中Fe原子個數為8×1/8+6×1/2＝4，N原子在晶胞中，共計的1個，則化學式為Fe4N。由于發生的置換反應，則另一種生成物是氫氣，所以該反應的化學方程式為8Fe+2NH32Fe4N+3H2。