Question

3．丙二烯（H₂C=C=CH₂）是重要的基礎有機化學原料，可由 FeCl₃ 催化格氏試劑與甲基丁炔氯制備．
（1）Fe³⁺基態核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵或[Ar]3d⁵．
（2）H₂C=C=CH₂分子中四個氫原子是否在同一平面內：不在（填：“在”或“不在”）；丙二烯中碳原子雜化軌道的類型有sp²、sp；1molH₂C=C=CH₂中含σ鍵的數目為6mol或6×6.02×10²³．
（3）丙二烯遇重金屬鹽會爆燃生成CO和CO₂，與CO₂互為等電子體的陰離子為SCN^-（或OCN^-、CNS^-、CN₂^-、N₃^-）（舉一例）．
（4）鐵的一種硫化物是制備FeCl₃的原料，該硫化物晶胞結構如圖，其化學式為FeS₂．

Answer 1

分析 （1）Fe原子核外電子數為26，原子形成陽離子先按能層高低失去電子，能層越高的電子越容易失去，同一能層中按能級高低失去電子，能級越高越容易失去；
（2）丙二烯中中間碳原子上兩個碳碳雙鍵不共面，結合乙烯結構確定四個H原子是否共面；根據價層電子對互斥理論判斷C原子雜化方式；1個丙二烯分子中含有6個σ鍵；
（3）原子個數相等、價電子數相等的微粒互為等電子體；
（4）該晶胞中Fe原子個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，S原子個數=（1+12×$\frac{1}{4}$）×2=8，根據原子個數確定化學式．

解答 解：（1）Fe原子核外有26個電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，Fe原子失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Fe³⁺，Fe³⁺電子排布式為：[Ar]3d⁵或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，
故答案為：[Ar]3d⁵或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
（2）丙二烯中中間碳原子上兩個碳碳雙鍵不共面，結合乙烯結構知，四個H原子不共面；該分子中連接H原子的C原子價層電子對個數是3，為sp²雜化；中間碳原子價層電子對個數是2，為sp雜化；1個丙二烯分子中含有6個σ鍵，所以1molH₂C=C=CH₂中含σ鍵的數目為6mol或6×6.02×10²³，
故答案為：不在；sp²、sp；6mol或6×6.02×10²³；
（3）原子個數相等、價電子數相等的微粒互為等電子體，二氧化碳分子中原子個數是3、價電子數是16，與二氧化碳互為等電子體的陰離子有SCN^-（或OCN^-、CNS^-、CN₂^-、N₃^-），
故答案為：SCN^-（或OCN^-、CNS^-、CN₂^-、N₃^-）；
（4）該晶胞中Fe原子個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，S原子個數=（1+12×$\frac{1}{4}$）×2=8，Fe和S原子個數之比=4：8=1：2，所以其化學式為FeS₂，故答案為：FeS₂．

點評 本題考查物質結構和性質，為高頻考點，涉及晶胞計算、原子雜化方式判斷、等電子體、原子核外電子排布等知識點，難點是等電子體判斷，易錯點是（2）中H原子是否共面，要根據中間C原子成鍵特點判斷，題目難度中等．