Question

15．NH₃可用來制尿素（）等化學(xué)肥料．
（1）工業(yè)上合成氨常用鐵觸媒作催化劑，請(qǐng)寫出Fe³⁺基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵或[Ar]3d⁵．
（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三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)镃＜N＜O．
（3）與NH₃互為等電子體的陽離子為H₃O⁺．
（4）1mol CO（NH₂）₂中含有σ鍵的數(shù)目為7N_A．
（5）鐵和氨氣反應(yīng)的產(chǎn)物之一晶胞結(jié)構(gòu)如圖，寫出該產(chǎn)物化學(xué)式Fe₄N．

Answer 1

分析 （1）鐵是26號(hào)元素，其原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去3個(gè)電子變成Fe³⁺，根據(jù)構(gòu)造原理書寫Fe³⁺核外電子排布式；
（2）由尿素的結(jié)構(gòu)式可知，C原子成2個(gè)C-N鍵、1個(gè)C=O鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為3；C、N、O三種元素的非金屬性依次增強(qiáng)，電負(fù)性依次增大；
（3）NH₃含有4個(gè)原子，價(jià)電子總數(shù)為8個(gè)電子，結(jié)合等電子體的定義分析；
（4）單鍵為σ的鍵，雙鍵含有1個(gè)σ的鍵，CO（NH₂）₂分子中含有7個(gè)σ的鍵；
（5）利用均攤法確定氮化鐵的化學(xué)式．

解答 解：（1）鐵是26號(hào)元素，其原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去最外層3個(gè)電子變成Fe³⁺，根據(jù)構(gòu)造原理知，其基態(tài)離子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵ 或[Ar]3d⁵ ，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵ 或[Ar]3d⁵；
（2）由尿素分子的結(jié)構(gòu)式可知，尿素分子中C原子成2個(gè)C-N鍵、1個(gè)C=O鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為3，C原子采取sp²雜化，C、N、O三種元素的非金屬性依次增強(qiáng)，電負(fù)性依次增大，即C＜N＜O，
故答案為：sp²；C＜N＜O；
（3）NH₃含有4個(gè)原子，價(jià)電子總數(shù)為8個(gè)電子，則對(duì)應(yīng)的等電子體有H₃O⁺，
故答案為：H₃O⁺；
（4）單鍵為σ的鍵，雙鍵含有1個(gè)σ的鍵，CO（NH₂）₂分子中含有7個(gè)σ的鍵，1mol CO（NH₂）₂分子中含有σ的鍵的數(shù)目為為7N_A，
故答案為：7N_A；
（5）該晶胞中鐵原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$，氮原子個(gè)數(shù)是1，所以氮化鐵的化學(xué)式是Fe₄N，
故答案為：Fe₄N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及電子排布式的書寫、雜化方式的判斷、電負(fù)性的大小、等電子體的判斷、晶胞的計(jì)算等，難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力．