Question

【题目】北京时间2017年10月4日，地球发生一次小行星撞击事件，撞击地点为我国云南香格里拉县城西北40公里处，爆炸当量相当于540t TNT。很可能有未燃尽的陨石落到地面。全世界已收集到4万多块陨石样品，它们大致可分为三大类：石陨石(主要成分是硅酸盐)、铁陨石(铁镍合金)、和石铁陨石(铁和硅酸盐混合物)。

回答下列问题：

(1)基态铁原子简化的电子排布式为[Ar]_______。

(2)TNT的结构简式如图所示。

①TNT分子中碳原子杂化类型是____。

②TNT的熔点比硝基苯的熔点__(填“高”或“低”)，理由是___。

(3)石陨石中硅酸盐之一是Ca2SiO4。

SiO44－的立体构型是_____。电负性：Si___(填“＞”“＜”或“＝”)O。

(4)K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液可以检验铁陨石中铁元素价态。

①铁氰化钾中不存在的作用力有__(填字母)。

a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.π键 e.配位键 f.氢键

②1mol [Fe(CN)6]3含σ键数目为_____。

③CN－能与多种离子形成配合物，碳原子提供孤电子对，而不是氮原子，其原因是___。

(5)铁、氮组成磁材料M，其晶胞如图所示。该晶体中氮、铁原子个数之比为____。

(6)镍晶体的堆积方式为面心立方最密堆积。已知镍晶体密度为ρ g·cm－3，NA代表阿伏加德罗常数的值。用含ρ和NA的代数式表示在镍晶胞中最近的两个镍原子之间的核间距D＝__nm。

Answer 1

【答案】3d64s2 sp2、sp3 高 组成、结构相似，TNT的相对分子质量较大，分子间作用力较大 正四面体 ＜ c、f 12NA C的原子半径大于N的，提供孤电子对的能力比N强 1∶3

【解析】

(1)铁为26号元素，结合核外电子排布的规律分析书写基态铁原子的电子排布式；

(2)①TNT分子中存在2中碳原子：苯环上的碳原子和甲基中的碳原子，据此分析判断；②组成、结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越强，物质的熔点越高，据此分析判断；

(3)根据价层电子对个数=σ键个数+(a-xb)分析判断SiO44－的立体构型；元素的非金属性越强，电负性越大；

(4)①K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)中存在离子键、配位键和极性共价键，中还存在π键；②中存在2个π键，1个σ键，配位键是σ键；③配位原子需要具备两个条件：一是有孤电子对，二是原子半径较大，容易提供孤电子对，据此分析解答；

(5)M晶胞是六方最密堆积，顶点贡献率为，面心贡献率为，结合均摊法分析解答；

(6)根据均摊法计算镍原子数，面心立方晶胞中面对角线上3个镍原子相切，面对角线长度等于镍原子半径的4倍，据此分析解答。

(1)铁为26号元素，基态铁原子简化的电子排布式为[Ar] 3d64s2，故答案为：3d64s2；

(2)①TNT分子中苯环上的碳原子采用sp2杂化，甲基中的碳原子采用sp3杂化，故答案为：sp2、sp3；

②组成、结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越强，物质的熔点越高，TNT的相对分子质量较大，分子间作用力较大，因此TNT的熔点比硝基苯的熔点高，故答案为：高；组成、结构相似，TNT的相对分子质量较大，分子间作用力较大；

(3)SiO44－中Si的价层电子对数=4+=4，没有孤电子对，立体构型为正四面体。O的非金属性比硅强，因此电负性：Si＜O，故答案为：正四面体；＜；

(4)①K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)中存在离子键、配位键和极性共价键，中还存在π键，不存在非极性键和氢键，故答案为：c、f；

②中存在2个π键，1个σ键，配位键是σ键，故1mol [Fe(CN)6]3含σ键12mol，数目为12NA，故答案为：12NA；

③配位原子需要具备两个条件：一是有孤电子对，二是原子半径较大，容易提供孤电子对。C的原子半径大于N的，提供孤电子对的能力比N强，因此形成配位键时，CN－中碳原子提供孤电子对，而不是氮原子，故答案为：C的原子半径大于N的，提供孤电子对的能力比N强；

(5)M晶胞是六方最密堆积，顶点贡献率为，面心贡献率为，1个M晶胞含有2个N原子，铁原子数=12×+2×+3=6，该晶体中氮、铁原子个数之为2∶6=1∶3，故答案为：1∶3；

(6)面心立方晶胞中含有镍原子数=8×+6×=4，晶胞中面对角线上3个镍原子相切，面对角线长度等于镍原子半径的4倍。1cm=1×107nm，设镍晶胞的边长为x，则ρ=，x=cm=nm，(2D)2=x2，D=nm，故答案为：。