Question

【题目】铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。

（1）Fe3+基态核外电子排布式为____________________。Fe与N相比，第一电离能较大的是_______________。

（2）丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型为_______________和_______________。

（3）C、N、O三种元素形成的氢化物沸点从高到低的顺序为：_____________,原因是________________。

（4）1molN2分子中含有σ键____________mol，含π键______________mol。

（5）某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(xn) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5 N sp2 sp3 H2O>NH3>CH4 液态水和液态氨都存在氢键，甲烷没有。O的电负性大于N，水分子中O能形成的氢键数目比液氨中N能形成的氢键数目多。因此H2O>NH3>CH4. 1mol 2mol Fe3CuN

【解析】（1）Fe原子序数为26，Fe3+基态核外电子为23，且3 d电子 为半满稳定结构，可知Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5 ，铁的第一电离能是：759.3KJ/mol，N的第一电离能为1400KJ/mol，Fe与N相比，第一电离能较大的是N。

（2）丙酮()分子中，单键均为σ键，双键中含有1 个σ键，甲基上的C形成4 个σ键，C=O中C形成3 个σ键，均为孤对电子，则羰基上C为sp2杂化，甲基上C为sp3杂化。

（3）C、N、O三种元素氢化物沸点从高到低的顺序为H2O>NH3>CH4，原因是液态水和液态氨都存在氢键，甲烷没有。O的电负性大于N，水分子中O能形成的氢键数目比液氨中N能形成的氢键数目多。因此H2O>NH3>CH4.。

（4）N2分子结构式为N≡N，1molN2分子含有σ键1mol，π键2mol。

（5）由图2 可知，Cu替代a位置的Fe 时能量较低，更稳定，则Cu位于顶点，N（Cu）=，Fe位于面心，N（Fe），N位于体心，则只有1 个N，其化学式为：Fe3CuN 。