Question

【題目】Fe、HCN與K2CO3在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：

Fe+6HCN+2K2CO3=K4Fe(CN)6+H2↑+2CO2↑+2H2O，回答下列問題：

（1）此化學方程式中涉及的第二周期元素的電負性由小到大的順序為___________________。

（2）配合物K4Fe(CN)6的中心離子是____________，該離子價電子的基態(tài)電子排布圖為____________。

（3）lmol HCN分子中含有σ鍵的數(shù)目為____________，HCN分子中碳原子軌道雜化類型是____________，與CN-互為等電子體的陰離子是____________。

（4）K2CO3中陰離子的空間構(gòu)型為____________，其中碳原子的價層電子對數(shù)為____________。

（5）冰的晶體結(jié)構(gòu)模型如圖，它的晶胞與金剛石相似，水分子之間以氫鍵相連接，在一個晶胞有__________個氫鍵，若氫鍵鍵長為d nm，則晶體密度（g/cm3）計算式為____________（用NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值）。

Answer 1

【答案】 C Fe2+ 1.202×1024 sp雜化 C22— 平面三角形 3 16

【解析】（1）此化學方程式中涉及的第二周期元素有C、N、O，三種元素的非金屬性越強，電負性越大，則電負性由小到大的順序為C<N<O；

（2）配合物K4Fe(CN)6的中心離子是 Fe2+，該離子價電子的基態(tài)電子排布圖為；

（3）HCN的結(jié)構(gòu)式為H—C N，lmol HCN分子中含有σ鍵的數(shù)目為2NA，HCN分子中碳原子軌道雜化類型是sp雜化，有二個原子和10個價電子，則與CN-互為等電子體的陰離子有 C22—；

（4）CO32-中碳原子價層電子對個數(shù)=3+（4+2-3×2）=3，且不含孤電子對，所以C原子采用sp2雜化，空間構(gòu)型為平面三角形；

（5）每個冰晶胞平均占有分子個數(shù)=4+×8+6×=8，H2O的氧原子中含有2個σ鍵和2個孤電子對，金剛石中每個碳原子含有4個σ鍵且沒有孤電子對，所以水中的O和金剛石中的C都是sp3雜化，且水分子間的氫鍵具有方向性，每個水分子中一個氧原子可以和另外2個水分子中的氫原子形成2個氫鍵，2個氫原子可以和另外2個水分子中的氧原子形成氫鍵，所以每個水分子可與相鄰的4個水分子形成4個氫鍵，即平均每個水分子可形成2個氫鍵，每個晶胞中共有2×8=16個氫鍵；若氫鍵鍵長為d nm，晶胞的對角線為4dnm，設(shè)晶胞邊長為anm，則a=nm，晶胞的體積為(anm)3，晶胞的質(zhì)量為，晶體密度=÷(anm)3=g/cm3。

點睛:根據(jù)價層電子對互斥理論確定分子空間構(gòu)型及中心原子雜化方式，價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)，σ鍵個數(shù)=配原子個數(shù)，孤電子對個數(shù)=（a-xb），a指中心原子價電子個數(shù)，x指配原子個數(shù)，b指配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子個數(shù)．根據(jù)n值判斷雜化類型：一般有如下規(guī)律：當n=2，sp雜化；n=3，sp2雜化；n=4，sp3雜化；中心原子的雜化類型為sp2，說明該分子中心原子的價層電子對個數(shù)是3，無孤電子對數(shù)，空間構(gòu)型是平面三角形。