Question

【選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（10分）
血紅素中含有C、O、N、Fe五種元素�；卮鹣铝袉�(wèn)題：
（1）C、N、O、H四種元素中電負(fù)性最小的是             （填元素符合），寫出基態(tài)Fe原子的核外電子排布式          。
（2）下圖所示為血紅蛋白和肌紅蛋白的活性部分――血紅素的結(jié)構(gòu)式。血紅素中N原子的雜化方式有            ，在右圖的方框內(nèi)用“→”標(biāo)出Fe^2＋的配位鍵。
  
（3）NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni²⁺和Fe²⁺的離子半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點(diǎn)NiO ________ FeO(填“＜”或“＞”)；
（4）N與H形成的化合物肼(N₂H₄)可用作火箭燃料，燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是：
2N₂H₄(l)+ N₂O₄(l)＝3N₂(g)+ 4H₂O(g) △H＝－1038.7kJ/mol
若該反應(yīng)中有4mol N—H鍵斷裂，則形成的鍵有___________mol。
（5）根據(jù)等電子原理，寫出CN^—的電子式       ，1 mol O₂²⁺中含有的π鍵數(shù)目為   。
（6）鐵有δ、γ、α三種同素異形體如下圖所示。則γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)為   ，δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為   。

Answer 1

（1）H；[Ar]3d⁶4S² （2）sp²、sp³；（3）＞ （4）3
（5）；2N_A （6）4；4:3

試題分析：（1）同周期元素從左到右元素的電負(fù)性逐漸增大，則有電負(fù)性C＜N＜O，H的電負(fù)性最小。鐵的原子序數(shù)是26，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知，基態(tài)Fe原子的核外價(jià)電子排布式為[Ar]3d⁶4S²。（2）形成雙鍵的N原子空間構(gòu)型為平面，所以為sp²雜化，形成單鍵的N原子，與NH₃雜化相同，可知應(yīng)該是sp³雜化；N原子最外層有5個(gè)電子，只需要形成3條鍵即可達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但是圖中形成雙鍵的N原子形成了四條鍵，顯然有一條為配位鍵，可表示為。
（3）NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，說(shuō)明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高．由于Ni²⁺的離子半徑小于Fe²⁺的離子半徑，屬于熔點(diǎn)是NiO＞FeO。
（4）N₂H₄中含有4個(gè)N－H單鍵，根據(jù)化學(xué)方程式可知，若反應(yīng)中有4mol N—H鍵斷裂，則必然生成1.5mol氮?dú)�。氮�(dú)庵泻�有氮氮三鍵。而三鍵含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)鍵，因此反應(yīng)中形成的鍵有1.5mol×2＝3mol。
（5）價(jià)電子數(shù)與原子數(shù)分別都相等的是等電子體，CN^-與氮?dú)饣�為等電子體，則根據(jù)氮?dú)夥肿拥碾娮邮綄懗鯟N^-的電子式，且CN^-是離子，符合離子電子式的書寫規(guī)則，所以其電子式為；O₂²⁺與氮?dú)庖不�為等電子體，則1 mol O₂²⁺中含有的π鍵數(shù)目為2N_A。
（6）γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)為8×+6×=4，δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)分別為8、6，則配位數(shù)之比為8：6=4：3。