Question

【选修3：物质结构与性质】（10分）

血红素中含有C、O、N、Fe五种元素。回答下列问题：

（1）C、N、O、H四种元素中电负性最小的是 （填元素符合），写出基态Fe原子的核外电子排布式 。

（2）下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分――血红素的结构式。血红素中N原子的杂化方式有 ，在右图的方框内用“→”标出Fe2＋的配位键。

（3）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO ________ FeO(填“＜”或“＞”)；

（4）N与H形成的化合物肼(N2H4)可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：

2N2H4(l)+ N2O4(l)＝3N2(g)+ 4H2O(g) △H＝－1038.7kJ/mol

若该反应中有4mol N—H键断裂，则形成的键有___________mol。

（5）根据等电子原理，写出CN—的电子式 ，1 mol O22+中含有的π键数目为 。

（6）铁有δ、γ、α三种同素异形体如下图所示。则γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为 ，δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为 。

 

Answer 1

（1）H；[Ar]3d64S2 （2）sp2、sp3； （3）＞ （4）3

（5）；2NA （6）4；4:3

【解析】

试题分析：（1）同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大，则有电负性C＜N＜O，H的电负性最小。铁的原子序数是26，根据核外电子排布规律可知，基态Fe原子的核外价电子排布式为[Ar]3d64S2。（2）形成双键的N原子空间构型为平面，所以为sp2杂化，形成单键的N原子，与NH3杂化相同，可知应该是sp3杂化；N原子最外层有5个电子，只需要形成3条键即可达到稳定结构，但是图中形成双键的N原子形成了四条键，显然有一条为配位键，可表示为。

（3）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高．由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径，属于熔点是NiO＞FeO。

（4）N2H4中含有4个N－H单键，根据化学方程式可知，若反应中有4mol N—H键断裂，则必然生成1.5mol氮气。氮气中含有氮氮三键。而三键含有1个σ键和2个键，因此反应中形成的键有1.5mol×2＝3mol。

（5）价电子数与原子数分别都相等的是等电子体，CN-与氮气互为等电子体，则根据氮气分子的电子式写出CN-的电子式，且CN-是离子，符合离子电子式的书写规则，所以其电子式为；O22+与氮气也互为等电子体，则1 mol O22+中含有的π键数目为2NA。

（6）γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为8×+6×=4，δ、α两种晶胞中铁原子的配位数分别为8、6，则配位数之比为8：6=4：3。

考点：考查元素电负性、原子核外电子排布、空间构型；晶胞的计算、原子轨道杂化方式及杂化类型判断