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6.人類文明的發展歷程,也是化學物質的認識和發現的歷程,其中鐵、硝酸鉀、青霉素、氨、乙醇、二氧化、聚乙烯、二氧化硅等17種“分子”改變過人類的世界.
(1)鐵原子在基態時,價電子(外圍電子)排布式為3d64s2
(2)硝酸鉀中NO3-的空間構型為平面正三角形,寫出與NO3-互為等電子體的一種非極性分子化學式BF3[SO3( g)、BBr3等].
(3)6氨基青霉烷酸的結構如圖1所示,其中采用sp3雜化的原子有C、N、O、S.

(4)下列說法正確的有a(填字母序號).
a.乙醇分子間可形成氫鍵,導致其沸點比氯乙烷高
b.鎢的配合物離子[W(CO)5OH]-能催化固定CO2,該配離子中鎢顯-1價
c.聚乙烯()分子中有5n個σ鍵
d.由下表中數據可確定在反應Si(s)+O2(g)═SiO2(s)中,每生成60g SiO2放出的能量為(2c-a-b) kJ
化學鍵Si-SiO═OSi-O
鍵能(kJ•mol-1abc
(5)鐵和氨氣在640℃可發生置換反應,產物之一的晶胞結構如圖2所示,寫出該反應的化學方程式8Fe+2NH3$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe4N+3H2.若兩個最近的Fe原子間的距離為s cm,則該晶體的密度是$\frac{{119\sqrt{2}}}{{2{s^3}{N_A}}}$g•mol-1

分析 (1)鐵是26號元素,基態原子核外有26個電子,3d、4s能級上電子是其價電子,根據構造原理書寫其基態價電子排布式;
(2)根據價層電子對互斥理論確定離子空間構型,原子個數相等價電子數相等的微粒是等電子體,正負電荷重心重合的分子是非極性分子;
(3)根據價層電子對互斥理論確定碳原子雜化方式;
(4)a氫鍵的存在影響物質的熔沸點;
b根據化合物中化合價的代數和為0計算;
c聚乙烯()分子中有(6n-1)個σ鍵;
d.60gSiO2的物質的量=$\frac{60}{60}$,一個硅原子含有4個硅氧鍵;
(5)鐵和氨氣在640℃可發生置換反應生成氫氣和氮化鐵,利用均攤法確定氮化鐵的化學式,根據溫度、反應物和生成物寫出反應方程式;
設正四面體的棱長為xcm,則正四面體的面對角線為$\sqrt{2}$xcm,又兩個最近的Fe原子間的距離為scm,所以$\frac{\sqrt{2}}{2}$x=s,則x=$\sqrt{2}$scm,根據ρ=$\frac{m}{V}$計算晶胞密度.

解答 解:(1)鐵是26號元素,基態原子核外有26個電子,3d、4s能級上電子是其價電子,根據構造原理知其價電子排布式為:3d64s2,故答案為:3d64s2
(2)NO3-中N原子價層電子對=3+$\frac{1}{2}$(5+1-3×2)=3,且不含孤電子對,所以是平面三角形結構,
與N03-互為等電子體的一種非極性分子有:BF3[SO3( g)、BBr3等],
故答案為:平面正三角形,BF3[SO3( g)、BBr3等];
(3)只要共價單鍵和孤電子對的和是4的原子就采取sp3雜化,根據圖片知,采用sp3雜化的原子有C、N、O、S,故答案為:C、N、O、S;
(4)a.乙醇分子間可形成氫鍵,氯乙烷中不含氫鍵,氫鍵的存在導致乙醇的沸點升高,所以乙醇的沸點比氯乙烷高,故正確;
b.根據化合物中化合價的代數和為0知,鎢的配合物離子[W(CO)5OH]-中鎢顯0價,故錯誤;
c.聚乙烯()分子中有(6n-1)個σ鍵,故錯誤;
d.由表中數據知反應Si(s)+O2(g)=SiO2(s)中,每生成60gSiO2放出的能量為(4c-2a-b)kJ,故錯誤;
故選a;
(5)該晶胞中鐵原子個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,氮原子個數是1,所以氮化鐵的化學式是Fe4N,鐵和氨氣在640℃可發生置換反應生成氫氣和氮化鐵,所以該反應方程式為:8Fe+2NH3$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe4N+3H2
設正四面體的棱長為xcm,則正四面體的面對角線為$\sqrt{2}$xcm,又兩個最近的Fe原子間的距離為scm,所以$\frac{\sqrt{2}}{2}$x=s,則x=$\sqrt{2}$scm,根據ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{56×4+14}{N{\;}_{A}}}{(\sqrt{2}s){\;}^{3}}$=$\frac{{119\sqrt{2}}}{{2{s^3}{N_A}}}$.
故答案為:8Fe+2NH3$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe4N+3H2;$\frac{{119\sqrt{2}}}{{2{s^3}{N_A}}}$.

點評 本題考查較綜合,電子數排布式的書寫、雜化方式的判斷、晶胞的計算都是學習重點,難點是(4)cd選項,c選項中利用數學歸納法分析,d選項中明確硅、二氧化硅的空間結構是解此選項是關鍵,難度中等.

練習冊系列答案
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