Question

15．K₄[Fe（CN）₆]強(qiáng)熱可發(fā)生反應(yīng)：3K₄[Fe（CN）₆]$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2（CN）₂↑+12KCN+N₂↑+Fe₃C+C
（1）基態(tài)鐵原子價(jià)層電子排布式為3d⁶4s²，組成K₄[Fe（CN）₆]的幾種元素第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞C＞Fe＞K，K₄[Fe（CN）₆]中配離子組成為[Fe（CN）₆]^4-．
（2）（CN）₂分子中各原子均達(dá)到穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)，則碳原子雜化軌道類型為sp，分子中含有σ鍵與π鍵數(shù)目比為3：4，分子構(gòu)型為直線形．
（3）KCN沸點(diǎn)1497℃，熔點(diǎn)563℃，則其晶體類型為離子晶體，與NaCN相比，熔點(diǎn)較高的物質(zhì)是NaCN．
（4）碳可形成多種單質(zhì)，下圖是碳的三種單質(zhì)與氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖．

①若將10nm石墨烯與氧化石墨烯粒子在相同條件下分散到水中，所得到的分散系中，后者的穩(wěn)定性強(qiáng)于前者，可能的原因是氧化石墨烯可與水分子形成分子間氫鍵而石墨烯不能．
②12g石墨烯含有的6元環(huán)有0.5N_A，上述四種物質(zhì)中，氧化石墨烯 的化學(xué)性質(zhì)明顯不同于另外幾種物質(zhì)．

Answer 1

分析 （1）Fe原子核外電子數(shù)為26，根據(jù)能量最低原理書寫價(jià)電子排布式；金屬性越強(qiáng)第一電離能越小，非金屬性越強(qiáng)第一電離能越大；K₄[Fe（CN）₆]中配離子為[Fe（CN）₆]^4-；
（2）（CN）₂分子中各原子均達(dá)到穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為N≡C-C≡N；
（3）KCN沸點(diǎn)1497℃，熔點(diǎn)563℃，應(yīng)屬于離子晶體，離子所帶電荷相等，離子半徑越小，晶格能越大，離子晶體的熔點(diǎn)越高；
（4）①氧化石墨烯�？膳c水分子形成氫鍵，穩(wěn)定性增強(qiáng)；
②石墨烯中每個(gè)碳原子為三個(gè)六元環(huán)共用，利用均攤法可知每個(gè)六元環(huán)含有2個(gè)碳原子；氧化石墨烯中含有羧基、羥基，與其他碳單質(zhì)性質(zhì)明顯不同．

解答 解：（1）Fe原子核外電子數(shù)為26，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，價(jià)層電子為3d⁶4s²，
金屬性越強(qiáng)第一電離能越小，非金屬性越強(qiáng)第一電離能越大，故第一電離能N＞C＞Fe＞K，
K₄[Fe（CN）₆]中配離子組成為[Fe（CN）₆]^4-，
故答案為：3d⁶4s²；N＞C＞Fe＞K；[Fe（CN）₆]^4-；
（2）（CN）₂分子中各原子均達(dá)到穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為N≡C-C≡N，碳原子雜化軌道數(shù)目為2，雜化類型為sp雜化，分子中含有σ鍵與π鍵數(shù)目比為3：4，分子構(gòu)型為直線形，
故答案為：sp；3：4；直線形；
（3）KCN沸點(diǎn)1497℃，熔點(diǎn)563℃，應(yīng)屬于離子晶體，離子所帶電荷相等，鈉離子半徑小于鉀離子半徑，故NaCN的晶格能更大，故NaCN晶體的熔點(diǎn)更高，
故答案為：離子晶體；NaCN；
（4）①氧化石墨烯�？膳c水分子形成氫鍵，而石墨烯不能，形成氫鍵使穩(wěn)定性增強(qiáng)，
故答案為：氧化石墨烯可與水分子形成分子間氫鍵而石墨烯不能；
②12g石墨烯中碳原子為1mol，而石墨烯中每個(gè)碳原子為三個(gè)六元環(huán)共用，每個(gè)六元環(huán)含有2個(gè)碳原子，夠形成的六元環(huán)的物質(zhì)的量0.5mol，含有六元環(huán)的個(gè)數(shù)為0.5N_A，
氧化石墨烯中含有羧基、羥基，與其他碳單質(zhì)性質(zhì)明顯不同，
故答案為：0.5；氧化石墨烯．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、空間結(jié)構(gòu)與雜化方式判斷、化學(xué)鍵、晶體類型與性質(zhì)、氫鍵、晶體結(jié)構(gòu)計(jì)算等，注意氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，掌握均攤法進(jìn)行晶胞有關(guān)計(jì)算．