Question

11．NH₃在工農業(yè)生產中具有重要的作用，可以用來生產尿素等化學肥料，也可以用來制備一些配位化合物．
（1）合成氨是人類科學技術上的一項重大突破，工業(yè)合成氨生產中常用鐵觸媒作催化劑．請寫出Fe元素的基態(tài)原子的價電子排布式：3d⁶4s²．
（2）CO₂+2NH₃$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$CO（NH₂）₂+H₂O，則CO（NH₂）₂分子中C原子的雜化方式為sp²．其中C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N．
1mol CO（NH₂）₂中含有σ鍵的數目為7N_A．
（3）向硫酸銅溶液中加入過量氨水，然后加入適量乙醇，溶液中會析出深藍色的[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O晶體，與該物質中的配體互為等電子體的陰離子的化學式為CH₃^-．
（4）鐵和氨氣在640℃可發(fā)生置換反應，產物之一的晶胞結構如圖，寫出該反應的化學方程式8Fe+2NH₃$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe₄N+3H₂．

Answer 1

分析 （1）鐵是26號元素，基態(tài)原子核外有26個電子，3d、4s能級上電子是其價電子，根據構造原理書寫其基態(tài)價電子排布式；
（2）計算雜化類型時根據電子對數來判斷，中心原子的價電子數與配體電子數的和除以2就得到電子對數，根據電子對數，可以確定雜化類型；C、O、N元素都是第二周期非金屬元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級是半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能C＜O＜N，據此答題；
（3）[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O配體是氨氣，互互為等電子體的陰離子的化學式為CH₃^-；
（4）鐵和氨氣在640℃可發(fā)生置換反應生成氫氣和氮化鐵，利用均攤法確定氮化鐵的化學式，根據溫度、反應物和生成物寫出反應方程式．

解答 解：（1）鐵是26號元素，基態(tài)原子核外有26個電子，3d、4s能級上電子是其價電子，根據構造原理知其價電子排布式為：3d⁶4s²；
故答案為：3d⁶4s²；
（2）中心原子為碳，價電子數為4，氧不為中心原子，不提供電子，每個亞氨基提供一個電子，電子對數為（4+1×2）÷2=3，故雜化軌道為sp²，C、O、N元素都是第二周期非金屬元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級是半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能C＜O＜N，一分子尿素中含σ鍵的數目為3+2×2=7，故每摩爾尿素中含有σ鍵的數目為7N_A，
故答案為：sp²；C＜O＜N；7N_A；
（3）[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O配體是氨氣，互互為等電子體的陰離子的化學式為CH₃^-，故答案為：CH₃^-；
（4）該晶胞中鐵原子個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$，氮原子個數是1，所以氮化鐵的化學式是Fe₄N，鐵和氨氣在640℃可發(fā)生置換反應生成氮氣和氮化鐵，所以該反應方程式為：8Fe+2NH₃$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe₄N+3H₂，故答案為：8Fe+2NH₃$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe₄N+3H₂．

點評 本題考查較綜合，涉及電子數排布式的書寫、雜化方式的判斷、第一電離能、晶胞的計算等，難點是晶胞的計算和化學方程式的書寫，難度中等，側重于考查學生的分析能力和計算能力．