Question

【題目】隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發(fā)利用受到越來越多的關(guān)注。以天然氣(主要成分是CH4)為原料經(jīng)合成氣(主要成分為CO、H2)制化學(xué)品，是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主要技術(shù)路線。而采用渣油、煤、焦炭為原料制合成氣，常因含羰基鐵[Fe(CO)5]等而導(dǎo)致以合成氣為原料合成甲醇和合成氨等生產(chǎn)過程中的催化劑產(chǎn)生中毒。請(qǐng)回答下列問題：

（1）[Fe(CO)5]中鐵的化合價(jià)為0，寫出鐵原子的基態(tài)電子排布式：______________________。

（2）與CO互為等電子體的分子為________(填化學(xué)式)，CO分子的電子式為________。

（3）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3雜化的分子有________________（填化學(xué)式），CH3OH的熔、沸點(diǎn)比CH4高，其主要原因是_________________________________。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 N2 CH4、CH3OH CH3OH分子之間有極性，同時(shí)分子之間還存在著氫鍵的作用

【解析】（1）Fe的原子序數(shù)為26，則基態(tài)電子排布式為[Ar]3d64s2，故答案為：[Ar]3d64s2；（2）CO分子中C原子上有一對(duì)孤對(duì)電子，C、O原子都符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，又等電子體中原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)都相同，則N2、CN-、CO的原子數(shù)都是2，價(jià)電子數(shù)都是10，則互為等電子體，其中分子為：N2；CO分子的電子式為；（3）判斷原子采取雜化方式時(shí)，先根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷價(jià)層電子對(duì)，然后再確定采取的雜化方式．價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵電子對(duì)數(shù)+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)，σ鍵電子對(duì)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)=中心原子結(jié)合的原子個(gè)數(shù)，中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)=（a-xb）/2，說明：對(duì)于分子，a為中心原子的價(jià)電子數(shù)，x為配位原子個(gè)數(shù)，b為配位原子最多能接受的電子數(shù)．在CH4中價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵電子對(duì)數(shù)（4）+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)（0），所以碳原子采取sp3雜化．

在CO分子中價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵電子對(duì)數(shù)（1）+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)（1），所以碳原子采取sp雜化．CH3OH中，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵電子對(duì)數(shù)（4）+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)（0），所以碳原子采取sp3雜化； CH3OH分子之間有極性，CH3OH形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)升高。