Question

【題目】在人類文明的歷程中，改變世界的事物很多，其中鐵、硝酸鉀、青霉素、氨、乙醇、二氧化碳等17種“分子”改變過人類的世界。

（1）鐵原子在基態時，價層電子排布式為___。

（2）硝酸鉀中NO3-的空間構型為___。

（3）1molCO2分子中含有σ鍵的數目為___。乙醇的相對分子質量比氯乙烷小，但其沸點比氯乙烷高，其原因是___。

（4）6－氨基青霉烷酸的結構如圖1所示，其中采用sp3雜化的原子有___。

（5）鐵和氨氣在640℃可發生置換反應，產物之－的晶胞結構如圖2所示，寫出該反應的化學方程式___。

（6）晶胞有兩個基本要素：

①原子坐標參數：表示晶胞內部各微粒的相對位置。如圖是CaF2的晶胞，其中原子坐標參數A處為(0，0，0)；B處為(，，0)；C處為(1，1，1)。則D處微粒的坐標參數為___。

②晶胞參數：描述晶胞的大小和形狀。已知CaF2晶體的密度為ρg·cm－3，則晶胞參數a為___pm(設NA為阿伏加德羅常數的值，用含ρ、NA的式子表示)。

Answer 1

【答案】3d64s2 平面正三角形 2 乙醇分子間可形成氫鍵，氯乙烷中不含氫鍵，氫鍵的存在導致乙醇的沸點升高，所以乙醇的沸點比氯乙烷高 C、N、O、S 8Fe+2NH3=2Fe4N+3H2 (3/4,3/4,3/4)

【解析】

（1）鐵是26號元素，基態原子核外有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價電子排布式；

（2）根據價層電子對互斥理論確定離子空間構型；

（3）依據二氧化碳的結構進行回答；

（4）根據價層電子對互斥理論確定碳原子雜化方式；

（5）鐵和氨氣在640℃可發生置換反應生成氮氣和氮化鐵，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．

（6）①D處于體對角線AC上，且AD距離等于體對角線長度的，則D到坐標平面距離均為晶胞棱長；

②晶胞中Ca2+與離它最近的F-之間的距離等于晶胞體對角線長度的，體對角線長度等于晶胞棱長的√3倍，均攤法計算晶胞中各原子數目，計算晶胞質量，結合密度計算晶胞體積，晶胞體積開三次方得到晶胞棱長。

（1）鐵是26號元素，基態原子核外有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）NO3-中N原子價層電子對=1/2（5+1-3×2）=3，且不含孤電子對，所以是平面三角形結構，

故答案為：平面正三角形；

（3）二氧化碳的結構是O=C=O，含有的σ鍵的數目為2，乙醇的相對分子質量比氯乙烷小，但其沸點比氯乙烷高，其原因是乙醇分子間可形成氫鍵，氯乙烷中不含氫鍵，氫鍵的存在導致乙醇的沸點升高，所以乙醇的沸點比氯乙烷高，；

故答案為：2；乙醇分子間可形成氫鍵，氯乙烷中不含氫鍵，氫鍵的存在導致乙醇的沸點升高，所以乙醇的沸點比氯乙烷高；

（4）只要共價單鍵和孤電子對的和是4的原子就采取sp3雜化，根據圖片知，采用sp3雜化的原子有C、N、O、S，

故答案為：C、N、O、S；

（5）該晶胞中鐵原子個數=8×+6×=4，氮原子個數是1，所以氮化鐵的化學式是Fe4N，鐵和氨氣在640℃可發生置換反應生成氮氣和氮化鐵，所以該反應方程式為：8Fe+2NH3=2Fe4N+3H2，

故答案為：8Fe+2NH3=2Fe4N+3H2．

(6)①D處于體對角線AC上,且AD距離等于體對角線長度的34,則D到坐標平面距離均為晶胞棱長3/4,由C的坐標參數可知,晶胞棱長=1,故D到坐標平面距離均3/4,D處微粒的坐標參數為(, ,)，

故答案為：(,,)；

②設晶胞中Ca2+與離它最近的F-間距離為xnm，晶胞的邊長為ycm，則x與y的關系為(4x)2=3y2，所以y=。由于F-位于晶胞的內部，Ca2+位于晶胞的頂點和面心，所以平均每個晶胞含有F-和Ca2+數目分別是8個和4個，所以ρ=，解得x=，

故答案為：。