Question

4．鐵觸媒是重要的催化劑，CO易與鐵觸媒作用導(dǎo)致其失去催化活性：Fe+5CO═Fe（CO）₅；除去CO的化學(xué)反應(yīng)方程式為：[Cu（NH₃）₂]OOCCH₃+CO+NH₃═[Cu（NH₃）₃（CO）]OOCCH₃．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞C，Cu⁺原子的價(jià)電子排布式為[Ar]3d¹⁰．
（2）Fe（CO）₅又名羰基鐵，常溫下為黃色油狀液體，則Fe（CO）₅的晶體類型是分子晶體，F(xiàn)e（CO）₅在空氣中燃燒后剩余的固體呈紅棕色，相應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe（CO）₅+13O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Fe₂O₃+20CO₂．
（3）配合物[Cu（NH₃）₂]OOCCH₃中碳原子的雜化類型是sp²、sp³，用[Cu（NH₃）₂]OOCCH₃除去CO的反應(yīng)中，肯定有bd形成．
a．離子鍵            b．配位鍵         c．非極性鍵        d．δ鍵
（4）金屬銅投入氨水或H₂O₂溶液中均無明顯現(xiàn)象，但投入氨水與H₂O₂的混合溶液中，則銅片溶解，溶液呈深藍(lán)色，寫出該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為Cu+H₂O₂+4NH₃?H₂O═[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH?+4H₂O（或Cu+H₂O₂+4NH₃═[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH?）．
（5）單質(zhì)鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖所示，體心立方晶胞和面心立方晶胞中實(shí)際含有的鐵原子個(gè)數(shù)之比為1：2，體心立方堆積與面心立方堆積的兩種鐵晶體的密度之比為3$\sqrt{3}$：4$\sqrt{2}$（寫出已化簡的比例式即可）．

Answer 1

分析 （1）同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；Cu原子核外有29個(gè)電子，Cu原子失去最外層一個(gè)電子生成亞銅離子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫亞銅離子核外電子排布式；
（2）分子晶體 的熔沸點(diǎn)較低；該物質(zhì)在空氣中燃燒生成紅棕色固體是氧化鐵，同時(shí)還生成二氧化碳；
（3）該配合物中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)有3個(gè)、4個(gè)的，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷C原子雜化方式；用[Cu（NH₃）₂]OOCCH₃除去CO的反應(yīng)中，肯定有配位鍵和δ鍵生成；
（4）Cu、H₂O₂和NH₃?H₂O反應(yīng)生成銅氨絡(luò)合離子、氫氧根離子和水；
（5）利用均攤法計(jì)算晶胞中Fe原子個(gè)數(shù)；根據(jù)密度公式ρ=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×Fe原子個(gè)數(shù)}{V}$．

解答 解：（1）同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以C、N、O元素第一電離能大小順序是N＞O＞C；Cu原子核外有29個(gè)電子，Cu原子失去最外層一個(gè)電子生成亞銅離子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫亞銅離子核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰，
故答案為：N＞O＞C；[Ar]3d¹⁰；
（2）分子晶體 的熔沸點(diǎn)較低，該物質(zhì)熔沸點(diǎn)較低，屬于分子晶體；該物質(zhì)在空氣中燃燒生成紅棕色固體是氧化鐵，同時(shí)還生成二氧化碳，方程式為4Fe（CO）₅+13O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+20CO₂，
故答案為：分子晶體；4Fe（CO）₅+13O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+20CO₂；
（3）該配合物中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)有3個(gè)、4個(gè)的，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定C原子雜化方式為sp³、sp²；用[Cu（NH₃）₂]OOCCH₃除去CO的反應(yīng)中，肯定有Cu原子和N、C原子之間的配位鍵且也是δ鍵生成，
故答案為：sp²、sp³；bd；
（4）Cu、H₂O₂和NH₃?H₂O反應(yīng)生成銅氨絡(luò)合離子、氫氧根離子和水，反應(yīng)方程式為Cu+H₂O₂+4NH₃?H₂O═[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH?+4H₂O（或Cu+H₂O₂+4NH₃═[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH?），
故答案為：Cu+H₂O₂+4NH₃?H₂O═[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH?+4H₂O（或Cu+H₂O₂+4NH₃═[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH?）；
（5）利用均攤法計(jì)算晶胞中Fe原子個(gè)數(shù)，體心立方晶胞中Fe原子個(gè)數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2、面心立方晶胞中Fe原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4、，所以二者Fe原子個(gè)數(shù)之比=2：4=1：2；
設(shè)Fe原子半徑為rcm，體心立方晶胞半徑=$\frac{4\sqrt{3}}{3}$rcm，體積=（$\frac{4\sqrt{3}}{3}$rcm）³，
面心立方晶胞半徑=2$\sqrt{2}$rcm，其體積=（2$\sqrt{2}$rcm）³，
其密度之比=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×2}{（\frac{4\sqrt{3}}{3}r）^{3}}$：$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{（2\sqrt{2}r）^{3}}$=3$\sqrt{3}$：4$\sqrt{2}$，
故答案為：1：2；3$\sqrt{3}$：4$\sqrt{2}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及晶胞計(jì)算、離子方程式書寫、配合物、原子雜化方式判斷等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析、計(jì)算及空間想象能力，明確物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算，注意晶胞中哪些原子緊密連接，題目難度中等．