Question

【題目】合成氨是人類科學技術上的一項重大突破。合成氨工業中，用空氣、水和焦炭為原料制得原料氣(N2、H2以及少量CO、NH3的混合氣)，常用鐵觸媒作催化劑。

（1）C、N、O三種元素中第一電離能最大的元素是_____，電負性最大的元是______。

（2）26Fe在周期表中的位置是_____，Fe2+具有較強的還原性，請用物質結構理論進行解釋：_____。

（3）與CO互為等電子體的陰離子是_____，陽離子是_____。（填化學式）

（4）NH3可用于制用硝酸。稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2（弱酸）的混合溶液，用惰性電極電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫出電解時陽極的電極反應_____。

Answer 1

【答案】N O 第四周期VIII族 Fe2＋的價電子排布式為 3d6 ，3d軌道再失去一個電子后就成了半充滿的結構，根據洪特規則，這種結構能量較低，較穩定，所以Fe2＋容易失去一個電子，易被氧化為Fe3＋，具有較強的還原性 CN－（或C22－） NO＋ HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+

【解析】

（1）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以這三種元素第一電離能大小順序是N＞O＞C；同一周期元素，元素電負性隨著原子序數增大而呈增大，電負性最大的元是O，故答案為：N；O；

（2） Fe是26號元素，在周期表的第四行第八列，也就是第四周期，VIII族，Fe2＋的價電子排布式為 3d6 ，3d軌道再失去一個電子后就成了半充滿的結構，根據洪特規則，這種結構能量較低，較穩定，所以Fe2＋容易失去一個電子，易被氧化為Fe3＋，Fe2+具有較強的還原性，故答案為：第四周期，VIII族；Fe2＋的價電子排布式為 3d6 ，3d軌道再失去一個電子后就成了半充滿的結構，根據洪特規則，這種結構能量較低，較穩定，所以Fe2＋容易失去一個電子，易被氧化為Fe3＋，具有較強的還原性；

（3）等電子體是指具有相同價電子數目和原子數目的分子或離子,與CO互為等電子體的陰離子是CN－（或C22－），陽離子是NO＋。故答案為：CN－（或C22－）；NO＋；

（4）根據電解原理，陽極發生失電子的氧化反應，陽極反應為HNO2失去電子生成HNO3，1molHNO2反應失去2mol電子，結合原子守恒和溶液呈酸性，電解時陽極電極反應式為HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。故答案為：HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。