Question

【题目】铁、碳等元素的单质及其化合物在化工医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：

（1）Fe(H2NCONH2)6](NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)，是一种重要的配合物。该化合物中Fe3+的核外电子排布式为___，所含非金属元素的电负性由大到小的顺序为___。碳原子为____杂化，NO3-的空间构型为____。

（2）目前发现的铝原子簇Al13的性质与卤素相似，则原子簇Al13属于____晶体。Na[Al(OH)4]存在的化学键有 ___（填字母）。

A 离子键 B 极性键 C 非极性键 D 配位键 E 氢键 F 金属键

（3）已知：

反应后，当σ键增加了1 mol时，π键___（填“增加”或“减少”）了____个。

（4）多原子分子中各原子若在同一平面，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”，如SO2分子中存在“离域π键”，可表示成π34，则（咪唑）中的“离域兀键”可表示为_______

（5）奥氏体是碳溶解在r-Fe中形成的一种间隙固溶体，晶胞为面心立方结构，如图所示。若晶体密度为d g·cm-3，则晶胞中最近的两个碳原子之间的距离为_____ pm（阿伏加德罗常数的值用NA表示，写出简化后的计算式即可）。

Answer 1

【答案】[Ar]3d5或1s22s23p63s23p63d5 O＞N＞C＞H sp2杂化 平面三角形 分子 ABD 减少 NA（或6.0210-23）

【解析】

（1）Fe为26号元素，基态Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，失去3个电子生成Fe3+，则Fe3+的核外电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5；Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中所含非金属元素为H、C、N、O，通常元素的非金属性越强，电负性越大，则所含非金属元素C、N、O、H中O的非金属性最强，H最弱，四者的电负性由大到小的顺序是O、N、C、H；Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中尿素分子的结构简式为，C原子形成3个σ键，无孤对电子，所以是sp2杂化；NO3-中N的价层电子对数是3，且不存在孤对电子，所以NO3-的空间构型为平面三角形。答案：[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d65；O＞N＞C＞H、sp2、平面三角形。

（2）卤素单质属于分子晶体，铝原子簇A113的性质与卤素相似，则原子簇A113也属于分子晶体。Na[Al(OH)4]属于离化合物，存在着离子键，铝是缺电子结构，能接受氢氧根离子给与的孤对电子形成配位键，氧氢之间可以形成极性键。所以Na[Al(OH)4]属于离化合物中含有离子键、极性键、配位键。答案：分子，ABD。

（3）每生成1mol氯吡苯脲，需要1mol2-氯-4-氨基吡啶、1mol异氰酸苯酯，反应过程中每个2-氯-4-氨基吡啶分子断裂一个σ键、每个异氰酸苯酯分子断裂一个π键，所以当σ键增加了1 mol时，π键减少了NA（或6.0210-23）个。答案：减少；NA（或6.0210-23）。

（4）多原子分子中各原子若在同一平面，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”。因为（咪唑）中的有5个原子参与形成π键，6个电子P轨道上的电子参与成键，所以咪唑的“离域兀键”可表示为；答案：。

（5）晶胞结构分析可知一个晶胞中含铁原子8×1/8+6×1/2=4，碳原子12×1/4+1=4，化学式中铁原子和碳原子比为1：1，化学式为FeC；晶胞中最近的两个碳原子的距离设为x，立方体棱边的一半为a，则2a2=x2，a=，密度d=m/V=，解得x=cm=pm。答案：。