Question

【題目】鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領域有著廣泛的應用前景。某FexNy的制備需鐵、氮氣、丙酮和乙醇參與。

（1）Fe2+的價電子排布式為_______。

（2）氮氣、氨氣、肼（N2H4）中氮原子孤電子對數之比為_______，氨分子的空間構型是______

（3）丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型是_____，1 mol 丙酮分子中含有σ鍵的數目為______。

（4）C、N、O三種元素的電負性由小到大的順序為______。

（5）乙醇的沸點高于丙酮，這是因為_____。

（6）CN-與N2是等電子體，CN-的電子式為______。

（7）某FexNy的晶胞如圖1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產物Fe(xn)CunNy。FexNy轉化為兩種Cu替代型產物的能量變化如圖2所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產物的化學式為___，若晶胞參數為a pm，則該晶胞的密度為____g/cm3。

Answer 1

【答案】3d6 2:1:2 三角錐 sp2和sp3 9NA C<N<O 乙醇分子間存在氫鍵 Fe3CuN

【解析】

（1）根據鐵的電子排布確定亞鐵離子的價電子排布；

（2）氮氣、氨氣、肼（N2H4）中每個氮原子會有一個孤電子對；根據價層電子對和孤電子對確定結構；

（3）丙酮()分子中每個甲基上的C形成4條σ鍵，無孤電子對，因此采取sp3雜化類型，羰基中的C形成3條σ鍵和1條π鍵，無孤電子對，采取sp2雜化類型；

（4）同周期元素從左到右元素的電負性逐漸增大；

（5）醇分子間可以形成氫鍵，使沸點升高；酮類不能形成氫鍵；

（6）CN-的結構與氮氣相似；

（7）由圖2可知，Cu替代a位置的Fe時能量較低，更穩(wěn)定，則Cu位于頂點，均攤法確定化學式；晶胞質量除以晶胞的體積得密度；

（1）Fe的價電子排布式為3d64s2，則Fe2+的價電子排布為3d6；

答案：3d6

（2）氮氣中每個氮原子有一個孤電子對，共2個、氨氣中氮原子有一個孤電子對、肼（N2H4）中每個氮原子有一個孤電子對，共2個；氨分子氨氣中價層電子對個數=3+（5-3×1）=4且含有1個孤電子對，所以N原子采用sp3雜化，其空間構型為三角錐形結構；

答案：2:1:2 三角錐

（3）丙酮()分子中每個甲基上的C形成4條σ鍵，無孤電子對，因此采取sp3雜化類型，羰基中的C形成3條σ鍵和1條π鍵，無孤電子對，采取sp2雜化類型；

答案： sp2和sp3 9NA

（4）同周期元素從左到右元素的電負性逐漸增大，則有電負性C<N<O；

答案：C<N<O

（5）醇分子內部羥基的存在使得醇分子間可以形成氫鍵，使沸點升高；酮類不能形成氫鍵；

答案：乙醇分子間存在氫鍵

（6）CN-與N2是等電子體，CN-的結構與氮氣相似，電子式為；

答案：

（7）由圖2可知，Cu替代a位置的Fe時能量較低，更穩(wěn)定，則Cu位于頂點，原子個數為8×1/8=1，Fe位于面心，原子個數為6×1/2=3，N位于體心，則只有1個N，其化學式為Fe3CuN；晶胞的質量為=g，晶胞的體積為（a×10-10）3=a3×10-30cm3，則密度為 ；

答案：Fe3CuN