Question

【題目】北京時間2017年10月4日，地球發生一次小行星撞擊事件，撞擊地點為我國云南香格里拉縣城西北40公里處，爆炸當量相當于540t TNT。很可能有未燃盡的隕石落到地面。全世界已收集到4萬多塊隕石樣品，它們大致可分為三大類：石隕石(主要成分是硅酸鹽)、鐵隕石(鐵鎳合金)、和石鐵隕石(鐵和硅酸鹽混合物)。

回答下列問題：

(1)基態鐵原子簡化的電子排布式為[Ar]_______。

(2)TNT的結構簡式如圖所示。

①TNT分子中碳原子雜化類型是____。

②TNT的熔點比硝基苯的熔點__(填“高”或“低”)，理由是___。

(3)石隕石中硅酸鹽之一是Ca2SiO4。

SiO44－的立體構型是_____。電負性：Si___(填“＞”“＜”或“＝”)O。

(4)K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液可以檢驗鐵隕石中鐵元素價態。

①鐵氰化鉀中不存在的作用力有__(填字母)。

a.離子鍵 b.極性鍵 c.非極性鍵 d.π鍵 e.配位鍵 f.氫鍵

②1mol [Fe(CN)6]3含σ鍵數目為_____。

③CN－能與多種離子形成配合物，碳原子提供孤電子對，而不是氮原子，其原因是___。

(5)鐵、氮組成磁材料M，其晶胞如圖所示。該晶體中氮、鐵原子個數之比為____。

(6)鎳晶體的堆積方式為面心立方最密堆積。已知鎳晶體密度為ρ g·cm－3，NA代表阿伏加德羅常數的值。用含ρ和NA的代數式表示在鎳晶胞中最近的兩個鎳原子之間的核間距D＝__nm。

Answer 1

【答案】3d64s2 sp2、sp3 高 組成、結構相似，TNT的相對分子質量較大，分子間作用力較大 正四面體 ＜ c、f 12NA C的原子半徑大于N的，提供孤電子對的能力比N強 1∶3

【解析】

(1)鐵為26號元素，結合核外電子排布的規律分析書寫基態鐵原子的電子排布式；

(2)①TNT分子中存在2中碳原子：苯環上的碳原子和甲基中的碳原子，據此分析判斷；②組成、結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間作用力越強，物質的熔點越高，據此分析判斷；

(3)根據價層電子對個數=σ鍵個數+(a-xb)分析判斷SiO44－的立體構型；元素的非金屬性越強，電負性越大；

(4)①K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)中存在離子鍵、配位鍵和極性共價鍵，中還存在π鍵；②中存在2個π鍵，1個σ鍵，配位鍵是σ鍵；③配位原子需要具備兩個條件：一是有孤電子對，二是原子半徑較大，容易提供孤電子對，據此分析解答；

(5)M晶胞是六方最密堆積，頂點貢獻率為，面心貢獻率為，結合均攤法分析解答；

(6)根據均攤法計算鎳原子數，面心立方晶胞中面對角線上3個鎳原子相切，面對角線長度等于鎳原子半徑的4倍，據此分析解答。

(1)鐵為26號元素，基態鐵原子簡化的電子排布式為[Ar] 3d64s2，故答案為：3d64s2；

(2)①TNT分子中苯環上的碳原子采用sp2雜化，甲基中的碳原子采用sp3雜化，故答案為：sp2、sp3；

②組成、結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間作用力越強，物質的熔點越高，TNT的相對分子質量較大，分子間作用力較大，因此TNT的熔點比硝基苯的熔點高，故答案為：高；組成、結構相似，TNT的相對分子質量較大，分子間作用力較大；

(3)SiO44－中Si的價層電子對數=4+=4，沒有孤電子對，立體構型為正四面體。O的非金屬性比硅強，因此電負性：Si＜O，故答案為：正四面體；＜；

(4)①K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)中存在離子鍵、配位鍵和極性共價鍵，中還存在π鍵，不存在非極性鍵和氫鍵，故答案為：c、f；

②中存在2個π鍵，1個σ鍵，配位鍵是σ鍵，故1mol [Fe(CN)6]3含σ鍵12mol，數目為12NA，故答案為：12NA；

③配位原子需要具備兩個條件：一是有孤電子對，二是原子半徑較大，容易提供孤電子對。C的原子半徑大于N的，提供孤電子對的能力比N強，因此形成配位鍵時，CN－中碳原子提供孤電子對，而不是氮原子，故答案為：C的原子半徑大于N的，提供孤電子對的能力比N強；

(5)M晶胞是六方最密堆積，頂點貢獻率為，面心貢獻率為，1個M晶胞含有2個N原子，鐵原子數=12×+2×+3=6，該晶體中氮、鐵原子個數之為2∶6=1∶3，故答案為：1∶3；

(6)面心立方晶胞中含有鎳原子數=8×+6×=4，晶胞中面對角線上3個鎳原子相切，面對角線長度等于鎳原子半徑的4倍。1cm=1×107nm，設鎳晶胞的邊長為x，則ρ=，x=cm=nm，(2D)2=x2，D=nm，故答案為：。