Question

【題目】鐵碳合金在現(xiàn)代建筑中占有十分重要的地位。

(1)基態(tài)Fe3+的M能層上電子排布式為_______，鐵元素可形成多種配合物，如K3[Fe(CN)6]和Fe(CO)5，則這兩種配合物所涉及的元素中，第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>________，電負(fù)性最大的是_______。

(2)三聚氰胺()中六元環(huán)結(jié)構(gòu)與苯環(huán)類(lèi)似，它與硝基苯的相對(duì)分子質(zhì)量之差為3，三聚氰胺的熔點(diǎn)為354 ℃，硝基苯的熔點(diǎn)是5.7 ℃。

①三聚氰胺中，環(huán)上與環(huán)外的氮原子雜化軌道類(lèi)型分別為_______。

②導(dǎo)致三聚氰胺與硝基苯熔點(diǎn)相差很大的根本原因是____________________。

(3)已知常溫下草酸(HOOC—COOH)的電離平衡常數(shù)Ka1=5.6×10-2、Ka2=1.5×10-4，試從結(jié)構(gòu)上解釋Ka1、Ka2數(shù)值上的差異__________________。

(4)一定條件下，碳、氮兩種元素可形成一種化合物，該化合物可作耐磨材料，其熔點(diǎn)________(填“高于”、“低于”或“無(wú)法判斷”)金剛石的熔點(diǎn)。

(5)鐵鎂合金是目前已發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)氫密度最高的儲(chǔ)氫材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。則鐵鎂合金的化學(xué)式為________，若該晶胞的參數(shù)為dnm，則該合金的密度為____________(不必化簡(jiǎn)，用NA表示阿伏加德羅常數(shù))。

Answer 1

【答案】 3s23p63d5 N>O>C>Fe>K O sp2、sp3 三聚氰胺分子間能形成氫鍵，但硝基苯分子間不能形成氫鍵 H+與之間的靜電作用強(qiáng)于H+與之間的靜電作用 高于 Mg2Fe

【解析】(1)Fe原子核外有26個(gè)電子，核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2，F(xiàn)e原子失去4s能級(jí)2個(gè)電子、3d能級(jí)1個(gè)電子形成Fe3+，F(xiàn)e3+電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，則M層電子排布式為：3s23p63d5；金屬越活潑第一電離相對(duì)較小，第一電離能同周期從左到右呈增大趨勢(shì)，由于N原子2p軌道半充滿較為穩(wěn)定，其第一電離能高于O，所以第一電離能由大到小順序?yàn)椋篘＞O＞C，F(xiàn)e的4s2為全充滿結(jié)構(gòu)，K而4s1易失去1個(gè)電子，則Fe的第一電離大于K，則這兩種配合物所涉及的元素中，第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>C>Fe>K；非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，則電負(fù)性最大的是O元素；

(2)①氮碳雙鍵兩端的N原子含有兩個(gè)σ鍵和一個(gè)孤電子對(duì)，N原子采用sp2雜化；氨基上N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，則N原子采用sp3雜化；

②1個(gè)三聚氰胺分子中σ鍵個(gè)數(shù)是15，所以1mol三聚氰胺分子中σ鍵的數(shù)目為15NA，氫鍵導(dǎo)致物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高，三聚氰胺分子間能形成氫鍵，導(dǎo)致其熔沸點(diǎn)高于硝基苯；

（3）因H+與C2O42-之間的靜電作用強(qiáng)于H+與HC2O4-之間的靜電作用，H2C2O4的一級(jí)電離常數(shù)明顯大于二級(jí)電離常數(shù)；

(4)因N的原子半徑比C原子半徑小，C—N鍵的鍵長(zhǎng)比C—C鍵的鍵長(zhǎng)短，則相對(duì)穩(wěn)定，故其其熔點(diǎn)高于金剛石的熔點(diǎn)；

(5)Fe位于面心和頂點(diǎn)，數(shù)目為：8×+6×＝4；Mg原子位于體心，數(shù)目為8，化學(xué)式為：FeMg2或Mg2Fe；晶胞參數(shù)為d×10-7cm，晶胞的體積為d3×10-21cm3，1mol晶胞的質(zhì)量為104g，則合金的密度為g/cm3。