Question

【題目】以北京大學(xué)馬丁教授為代表的多個(gè)團(tuán)隊(duì)，研發(fā)出了高效的鐵基（如、、、）費(fèi)托合成催化劑，以和為原料可高產(chǎn)率合成烯烴、烷烴，如、，為煤的氣化、液化使用開拓了新途徑。

⑴中能量最高的能級(jí)上的電子云有__________種伸展方向，位于不同方向中運(yùn)動(dòng)的電子的能量大小關(guān)系是_______________。當(dāng)原子電子排布由時(shí)，體系的能量_________（填“增大”或“減小”）。

⑵、C、O三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>___________；分子中碳原子的雜化軌道類型為________________；題干所述反應(yīng)中分子中斷裂的化學(xué)鍵類型為__________（填字母）。

A．2個(gè)σ鍵、1個(gè)鍵B．1個(gè)σ鍵、2個(gè)鍵C．非極性鍵

⑶新戊烷分子中5個(gè)碳原子形成的空間構(gòu)型是_______________，該分子是________（填“極性”或“非極性”）分子。隨著烴分子中碳原子數(shù)目的增加，同系物的沸點(diǎn)升高，其原因是_________。

⑷碳、鐵之間可形成多種化合物，其中一種化合物的晶體結(jié)構(gòu)（面心立方結(jié)構(gòu)）如圖所示：

則編號(hào)為①的原子的坐標(biāo)為_____________；該化合物的化學(xué)式為_____________；設(shè)該晶體的晶胞參數(shù)為，阿伏加德羅常數(shù)的值為，則該晶體的密度為____________________（列出計(jì)算式即可）。

Answer 1

【答案】5 相等 增大 B 正四面體形 非極性 隨著碳原子數(shù)目增加，分子間作用力增大 (0，0，)

【解析】

(1)中能量最高的能級(jí)是3d，3d的電子云有5種伸展方向，位于不同方向中運(yùn)動(dòng)的電子的能量大小關(guān)系是相等。當(dāng)原子電子排布由時(shí)，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，吸收能量，因此體系的能量增大；故答案為：5；相等；增大。

(2)同周期從左到右第一電離能有增大的趨勢(shì)，同主族從上到下第一電離能逐漸增大，因此、C、O三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>；分子中第一個(gè)碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，雜化軌道類型為sp3，第二、三個(gè)碳原子夾層電子對(duì)數(shù)為3，無(wú)孤對(duì)電子，雜化軌道類型為sp2；題干所述反應(yīng)中分子變?yōu)樗�和烷烴，因此CO分子中斷裂的化學(xué)鍵類型為1個(gè)σ鍵、2個(gè)鍵；故答案為：；sp2、sp3；B。

(3)新戊烷分子中5個(gè)碳原子類似甲烷中四個(gè)氫原子被四個(gè)甲烷取代，因此形成的空間構(gòu)型是正四面體形，具有中心對(duì)稱，因此該分子是非極性分子。隨著烴分子中碳原子數(shù)目的增加，同系物的沸點(diǎn)升高，其原因是隨著碳原子數(shù)目增加，分子間作用力增大；故答案為：正四面體形；非極性；隨著碳原子數(shù)目增加，分子間作用力增大。

(4)編號(hào)為①的原子的坐標(biāo)為(0，0，)；該化合物中鐵原子個(gè)數(shù)為，碳原子個(gè)數(shù)為，因此化合物的化學(xué)式為FeC；設(shè)該晶體的晶胞參數(shù)為a pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體的密度為；故答案為：。