【題目】N、Fe是兩種重要的元素,其單質(zhì)及化合物在諸多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。

(1)基態(tài)N 原子最高能級(jí)的電子云輪廓圖形狀為_____________;N原子的第一電離能比O原子的大,其原因是_________________________,基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布圖為_______

(2)在高壓下氮?dú)鈺?huì)發(fā)生聚合得到高聚氮,晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。晶體中每個(gè)氮原子與另外三個(gè)氮原子結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。氮原子的雜化軌道類型為_________。這種高聚氮N-N 鍵的鍵能為160kJ/mol,而N2 的鍵能為942kJ/mol,其可能潛在的應(yīng)用是______________________

(3)疊氮化鈉和氫疊氮酸(HN3)已一步步進(jìn)入我們的生活,如汽車安全氣囊等。

①寫出與N3-屬于等電子體的一種分子__________(填分子式)。

②氫疊氮酸(HN3)可由肼(N2H4)被HNO2氧化制得,同時(shí)生成水。下列敘述錯(cuò)誤的是___(填標(biāo)號(hào))

A.上述生成HN3的化學(xué)方程式為:N2H4+HNO2= HN3+2 H2O

B.NaN3的晶格能大于KN3的晶格能

C.氫疊氮酸(HN3)和水能形成分子間氫鍵

D.HN3和N2H4都是由極性鍵和非極性鍵構(gòu)成的非極性分子。

E.HN3分子中四個(gè)原子可能在一條直線上

(4)某種離子型鐵的氧化物晶胞如圖所示,它由A、B方塊組成。則該化合物中Fe2+、Fe3+、O2-的個(gè)數(shù)比為______(填最簡整數(shù)比);已知該晶體的密度dg/cm3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶胞參數(shù)為______nm(用含d和NA的代數(shù)式表示)。

(5)一種鐵、碳形成的間隙化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,其中碳原子位于鐵原子形成的八面體的中心。每個(gè)鐵原子又為兩個(gè)八面體共用。則該化合物的化學(xué)式為_______

【答案】啞鈴形(紡錘形) N原子的2P軌道電子處半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定, sp3 制炸藥(或高能燃料) CO2或N2O DE 1:2:4 Fe3C。

【解析】

1N原子最高能級(jí)是2p能級(jí);N原子的2P軌道電子處半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定;基態(tài)鐵原子價(jià)電子排布式為3d64s2;

2)氮原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+=4,氮原子的雜化軌道類型為sp3;這種高聚氮N-N 鍵的鍵能為160kJ/mol,而N2的鍵能為942kJ/mol,其可能潛在的應(yīng)用是制炸藥(或高能燃料);

(3)①N3-3個(gè)原子和16個(gè)價(jià)電子,故與N3-屬于等電子體的分子有CO2N2O;

②氫疊氮酸(HN3) 可由肼(N2H4)被HNO2氧化制得,同時(shí)生成水。

4A含有1.5個(gè)亞鐵離子、4個(gè)氯離子,B含有0.5個(gè)亞鐵離子、4個(gè)氧離子、4個(gè)鐵離

子;

晶胞含有Fe2+、Fe3+、O2-的個(gè)數(shù)分別是為48、16,它們的相對(duì)質(zhì)量之和是8×232,根據(jù)m=V計(jì)算;

(5)根據(jù)均攤原則每個(gè)鐵原子又為兩個(gè)八面體共用,所以鐵與碳原子數(shù)比是6:1=3:1。

1N7號(hào)元素,基態(tài)N 原子的核外電子排布式是1s22s22p3;最高能級(jí)2p能級(jí)的電子云輪廓圖形狀為啞鈴形(紡錘形)N原子的2P軌道電子處半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定,故N原子的第一電離能比O原子的大;

Fe26號(hào)元素,其原子核外有26個(gè)電子,其價(jià)電子排布式為3d64s2,故基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布圖為:;

故答案為:啞鈴形(紡錘形);N原子的2P軌道電子處半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定;;

2)每個(gè)氮原子最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),N原子的最外層有5個(gè)電子,可形成3個(gè)共價(jià)鍵,價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+=4,氮原子的雜化軌道類型為sp3;這種高聚氮N-N 鍵的鍵能為160kJ/mol,而N2的鍵能為942kJ/mol,其可能潛在的應(yīng)用是制炸藥(或高能燃料);

故答案為:sp3;制炸藥(或高能燃料);

(3)①N3-3個(gè)原子和16個(gè)價(jià)電子,故與N3-屬于等電子體的分子有CO2N2O;

②氫疊氮酸(HN3) 可由肼(N2H4)被HNO2氧化制得,同時(shí)生成水。

A.上述生成HN3的化學(xué)方程式為:N2H4+HNO2= HN3+2H2O,A正確;

B.鈉離子的半徑小于鉀離子,故NaN3的晶格能大于KN3的晶格能,B正確;

C.氫疊氮酸(HN3)和水能形成分子間氫鍵,C正確;

DHN3是極性分子,N2H4是非極性分子,D不正確;

EHN3分子結(jié)構(gòu)示意圖為,靠近H原子的第1個(gè)N原子是sp2雜化的,第二個(gè)N原子是sp雜化的,端位的N原子不雜化,故四個(gè)原子不在一條直線上,E不正確。綜上所述,敘述錯(cuò)誤的是DE 。

故答案為:CO2N2ODEspan>;

4A含有1.5個(gè)亞鐵離子、4個(gè)氯離子,B含有0.5個(gè)亞鐵離子、4個(gè)氧離子、4個(gè)鐵離

子,則該氧化物中Fe2+、Fe3+、O2-的個(gè)數(shù)比為1:2:4。

晶胞含有Fe2+、Fe3+、O2-的個(gè)數(shù)分別是為48、16,它們的相對(duì)質(zhì)量之和是8×232,根據(jù)m=V可得8×232g= dg/cm3a3NA,a=107nm

故答案為:1:2:4;107;

(5)根據(jù)均攤原則每個(gè)鐵原子又為兩個(gè)八面體共用,所以鐵與碳原子數(shù)比是6:1=3:1,

則該化合物的化學(xué)式為Fe3C;

故答案為:Fe3C。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】2 L密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):mX(g)nY(g)pZ(g)qQ(g),式中mn、p、q為化學(xué)計(jì)量數(shù)。在03 min內(nèi),各物質(zhì)物質(zhì)的量的變化如下表所示:

已知2 min內(nèi)v(Q)0.075 mol·L1·min1,v(Z)∶v(Y)1∶2。

1試確定:起始時(shí)n(Y)________n(Q)________。

2方程式中m________n________,p________,q________。

3Z表示2 min內(nèi)的反應(yīng)速率________

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【題目】鈉、氯及其化合物有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系,請(qǐng)按要求填空:

1)金屬鈉的密度比水____________,實(shí)驗(yàn)室中金屬鈉通常保存在__________中。一小塊金屬鈉投入水中的反應(yīng)方程式是_____________________。

2Na2O2 ____________色的固體,Na2O2 的重要用途是________________,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________。

3)通常情況下,為了防止污染環(huán)境,在做完實(shí)驗(yàn)后,多余的氯氣應(yīng)用NaOH溶液吸收,其化學(xué)方程式為__________________。

4)漂白粉的有效成份是________(填化學(xué)式),漂白粉溶于水后,受空氣中的CO2作用,產(chǎn)生有漂白、殺菌作用的次氯酸,化學(xué)方程式為_______________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下表中①~⑦表示元素周期表的部分元素。

IA

IIA

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

1

2

3

(1)②元素最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多______個(gè),該元素的符號(hào)是_______;⑦元素的氫化物的電子式為____________________。

(2)由①③④三種元素組成的物質(zhì)是______________,此物質(zhì)的水溶液顯_____性。

(3)⑥元素的原子半徑大于的理由是____________________________________。

(4)④元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性強(qiáng)于元素,用一個(gè)化學(xué)方程式來證明。________________________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA,下列說法正確的是

A.1molS與足量Fe反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA個(gè)

B.1.5 mol NO2與足量H2O反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA個(gè)

C.常溫常壓下,46 gNO2N2O4混合氣體含有的原子數(shù)為3NA個(gè)

D.100 ml 0.10mol /L的氨水中,含NH3·H2O 分子0.01NA個(gè)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于各圖像的解釋或結(jié)論不正確的是

A. 由甲可知:使用催化劑不影響反應(yīng)熱

B. 由乙可知:對(duì)于恒溫恒容條件下的反應(yīng)2NO2 (g)N2O4(g),A點(diǎn)為平衡狀態(tài)

C. 由丙可知:同溫度、同濃度的NaA溶液與NaB溶液相比,其pH前者小于后者

D. 由丁可知:將T1 A、B飽和溶液升溫至T2 時(shí),AB溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1.204×1023個(gè)氧氣分子的體積是________L

(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,某氣體的密度為1.25 g·L1,則其摩爾質(zhì)量為________;

(3)4.6 g鈉投入足量的水中,生成NaOH的質(zhì)量為______g,生成H2的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為____________

(4)400 mL某濃度的NaOH溶液恰好與11.2 L Cl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)完全反應(yīng),生成NaClO的物質(zhì)的量為________,原NaOH溶液物質(zhì)的量濃度為_________________。

(5)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,COCO2的混合氣體共17.92 L,質(zhì)量為28.8 g。則兩種氣體的物質(zhì)的量之和為____________mol,其中CO2________mol。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有含NaCl、Na2SO4NaNO3的混合溶液,采用下列實(shí)驗(yàn)流程加入適當(dāng)?shù)脑噭⿲⑵滢D(zhuǎn)化為相應(yīng)的沉淀或固體,實(shí)現(xiàn)Cl-SO42-NO3-的相互分離:其中試劑1、2、4分別為( )

A.氯化鋇溶液、硝酸銀溶液、稀硝酸

B.氯化鋇溶液、稀硝酸、硝酸銀溶液

C.氫氧化鈉溶液、硝酸銀溶液、稀硝酸

D.硝酸銀溶液、硝酸鋇溶液、稀硝酸

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列圖像不符合反應(yīng)Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH<0 的是(圖中v是速率,φ為混合物中H2的體積百分含量)( )

A. B.

C. D.

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