Question

【题目】[化学-选修3:物质结构与性质]铁氰化钾，化学式为K3[Fe(CN)6]，主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。

（1）基态K原子核外电子排布简写式为___________。 K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是_________，各元素的第一电离能由大到小的顺序为_________。

（2）(CN)2分子中存在碳碳键，则分子中σ键与π键数目之比为_______。KCN与盐酸作用可生成HCN，HCN的中心原子的杂化轨道类型为_________。

（3）CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为为376 K，其固体属于_____晶体。

（4）下图是金属单质常见的两种堆积方式的晶胞模型。

①铁采纳的是a堆积方式.铁原子的配位数为_____，该晶体中原子总体积占晶体体积的比值为____(用含π的最简代数式表示)。

②常见的金属铝采纳的是b堆积方式，铝原子的半径为r pm，则其晶体密度为_____g·cm-3(用含有r、NA的最简代数式表示)。

Answer 1

【答案】 [Ar]4s1 Fe(铁) N>C>Fe>K 3:4 sp 分子 8

【解析】（1）钾(K)为19号元素，原子核外共有19个电子，由于3p和4s轨道能级交错，第19个电子填入4s轨道而不填入3p轨道，基态K原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1简写为：[Ar]4s1；Fe原子的基态电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，C原子的基态电子排布式为：1s22s22p2，N原子的基态电子排布式为：1s22s22p3，则K、Fe、C、N基态原子核外未成对电子数依次为：1、4、2、3，所以K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是Fe(铁)。第一电离能是原子失去最外层的一个电子所需能量，第一电离能主要体现的是元素失电子的能力，C、N为非金属元素都较难失电子，C、N同周期，N原子序数大于C，且N最外层2p能级容纳3的电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能也高于同周期相邻元素；K、Fe是金属元素都较易失电子，且K比Fe活泼，故K的第一电离能小于Fe的第一电离能，综上分析，各元素的第一电离能由大到小的顺序为：N>C>Fe>K。

（2）(CN)2分子中存在碳碳键，结构式为NC-CN，共价单键是σ键，共价三键中含有2个π键1个σ键，则分子中σ键与π键数目之比为3:4。HCN的结构式为H-CN，所以碳为中心原子，形成4个共价键，没有孤电子对，碳的价层电子对为2，sp杂化。

（3）Fe(CO)5的熔点为253K，沸点为376K，熔沸点比较低，属于分子晶体。

（4）①铁的a堆积方式为体心立方堆积，与一个铁原子最近的铁原子距离为立方体边长的，这样的原子有八个，所以铁的配位数为8；如图所示：，晶胞中铁原子数为：8×+1×=2，体心立方晶胞中r= ，所以铁原子总体积=2×=2×= ，晶胞体积=a3，则该晶体中原子总体积占晶体体积的比值为。

②②铝的b堆积方式为面心立方堆积，晶胞中含有Al原子数为：8×+6×=4，则晶胞质量为： g；该晶胞结构侧面可用如图表示：，铝原子半径rpm=r×10-10cm，设晶胞边长为acm，晶胞边长a与铝原子的半径为r的关系为：2a2=(4r×10-10)2，解得a=r×10-10，所以晶胞体积为：(r×10-10)3cm3，根据密度=质量÷体积，则晶体密度为： g÷(r×10-10)3cm3=g·cm-3。