Question

【題目】北京時(shí)間2017年10月4日，地球發(fā)生一次小行星撞擊事件，撞擊地點(diǎn)為我國云南香格里拉縣城西北40公里處，爆炸當(dāng)量相當(dāng)于540t TNT。很可能有未燃盡的隕石落到地面。全世界已收集到4萬多塊隕石樣品，它們大致可分為三大類：石隕石(主要成分是硅酸鹽)、鐵隕石(鐵鎳合金)、和石鐵隕石(鐵和硅酸鹽混合物)。

回答下列問題：

(1)基態(tài)鐵原子簡化的電子排布式為[Ar]_______。

(2)TNT的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。

①TNT分子中碳原子雜化類型是____。

②TNT的熔點(diǎn)比硝基苯的熔點(diǎn)__(填“高”或“低”)，理由是___。

(3)石隕石中硅酸鹽之一是Ca2SiO4。

SiO44－的立體構(gòu)型是_____。電負(fù)性：Si___(填“＞”“＜”或“＝”)O。

(4)K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液可以檢驗(yàn)鐵隕石中鐵元素價(jià)態(tài)。

①鐵氰化鉀中不存在的作用力有__(填字母)。

a.離子鍵 b.極性鍵 c.非極性鍵 d.π鍵 e.配位鍵 f.氫鍵

②1mol [Fe(CN)6]3含σ鍵數(shù)目為_____。

③CN－能與多種離子形成配合物，碳原子提供孤電子對，而不是氮原子，其原因是___。

(5)鐵、氮組成磁材料M，其晶胞如圖所示。該晶體中氮、鐵原子個(gè)數(shù)之比為____。

(6)鎳晶體的堆積方式為面心立方最密堆積。已知鎳晶體密度為ρ g·cm－3，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。用含ρ和NA的代數(shù)式表示在鎳晶胞中最近的兩個(gè)鎳原子之間的核間距D＝__nm。

Answer 1

【答案】3d64s2 sp2、sp3 高 組成、結(jié)構(gòu)相似，TNT的相對分子質(zhì)量較大，分子間作用力較大 正四面體 ＜ c、f 12NA C的原子半徑大于N的，提供孤電子對的能力比N強(qiáng) 1∶3

【解析】

(1)鐵為26號元素，結(jié)合核外電子排布的規(guī)律分析書寫基態(tài)鐵原子的電子排布式；

(2)①TNT分子中存在2中碳原子：苯環(huán)上的碳原子和甲基中的碳原子，據(jù)此分析判斷；②組成、結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，物質(zhì)的熔點(diǎn)越高，據(jù)此分析判斷；

(3)根據(jù)價(jià)層電子對個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+(a-xb)分析判斷SiO44－的立體構(gòu)型；元素的非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大；

(4)①K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)中存在離子鍵、配位鍵和極性共價(jià)鍵，中還存在π鍵；②中存在2個(gè)π鍵，1個(gè)σ鍵，配位鍵是σ鍵；③配位原子需要具備兩個(gè)條件：一是有孤電子對，二是原子半徑較大，容易提供孤電子對，據(jù)此分析解答；

(5)M晶胞是六方最密堆積，頂點(diǎn)貢獻(xiàn)率為，面心貢獻(xiàn)率為，結(jié)合均攤法分析解答；

(6)根據(jù)均攤法計(jì)算鎳原子數(shù)，面心立方晶胞中面對角線上3個(gè)鎳原子相切，面對角線長度等于鎳原子半徑的4倍，據(jù)此分析解答。

(1)鐵為26號元素，基態(tài)鐵原子簡化的電子排布式為[Ar] 3d64s2，故答案為：3d64s2；

(2)①TNT分子中苯環(huán)上的碳原子采用sp2雜化，甲基中的碳原子采用sp3雜化，故答案為：sp2、sp3；

②組成、結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，物質(zhì)的熔點(diǎn)越高，TNT的相對分子質(zhì)量較大，分子間作用力較大，因此TNT的熔點(diǎn)比硝基苯的熔點(diǎn)高，故答案為：高；組成、結(jié)構(gòu)相似，TNT的相對分子質(zhì)量較大，分子間作用力較大；

(3)SiO44－中Si的價(jià)層電子對數(shù)=4+=4，沒有孤電子對，立體構(gòu)型為正四面體。O的非金屬性比硅強(qiáng)，因此電負(fù)性：Si＜O，故答案為：正四面體；＜；

(4)①K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)中存在離子鍵、配位鍵和極性共價(jià)鍵，中還存在π鍵，不存在非極性鍵和氫鍵，故答案為：c、f；

②中存在2個(gè)π鍵，1個(gè)σ鍵，配位鍵是σ鍵，故1mol [Fe(CN)6]3含σ鍵12mol，數(shù)目為12NA，故答案為：12NA；

③配位原子需要具備兩個(gè)條件：一是有孤電子對，二是原子半徑較大，容易提供孤電子對。C的原子半徑大于N的，提供孤電子對的能力比N強(qiáng)，因此形成配位鍵時(shí)，CN－中碳原子提供孤電子對，而不是氮原子，故答案為：C的原子半徑大于N的，提供孤電子對的能力比N強(qiáng)；

(5)M晶胞是六方最密堆積，頂點(diǎn)貢獻(xiàn)率為，面心貢獻(xiàn)率為，1個(gè)M晶胞含有2個(gè)N原子，鐵原子數(shù)=12×+2×+3=6，該晶體中氮、鐵原子個(gè)數(shù)之為2∶6=1∶3，故答案為：1∶3；

(6)面心立方晶胞中含有鎳原子數(shù)=8×+6×=4，晶胞中面對角線上3個(gè)鎳原子相切，面對角線長度等于鎳原子半徑的4倍。1cm=1×107nm，設(shè)鎳晶胞的邊長為x，則ρ=，x=cm=nm，(2D)2=x2，D=nm，故答案為：。