Question

【題目】鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領域有著廣泛的應用前景。某FexNy的制備需鐵、氮氣、丙酮和乙醇參與。

（1）Fe3+基態(tài)核外電子排布式為____________________。Fe與N相比，第一電離能較大的是_______________。

（2）丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型為_______________和_______________。

（3）C、N、O三種元素形成的氫化物沸點從高到低的順序為：_____________,原因是________________。

（4）1molN2分子中含有σ鍵____________mol，含π鍵______________mol。

（5）某FexNy的晶胞如圖1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(xn) CunNy。FexNy轉化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖2 所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學式為___________。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5 N sp2 sp3 H2O>NH3>CH4 液態(tài)水和液態(tài)氨都存在氫鍵，甲烷沒有。O的電負性大于N，水分子中O能形成的氫鍵數(shù)目比液氨中N能形成的氫鍵數(shù)目多。因此H2O>NH3>CH4. 1mol 2mol Fe3CuN

【解析】（1）Fe原子序數(shù)為26，F(xiàn)e3+基態(tài)核外電子為23，且3 d電子 為半滿穩(wěn)定結構，可知Fe3+基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5 ，鐵的第一電離能是：759.3KJ/mol，N的第一電離能為1400KJ/mol，F(xiàn)e與N相比，第一電離能較大的是N。

（2）丙酮()分子中，單鍵均為σ鍵，雙鍵中含有1 個σ鍵，甲基上的C形成4 個σ鍵，C=O中C形成3 個σ鍵，均為孤對電子，則羰基上C為sp2雜化，甲基上C為sp3雜化。

（3）C、N、O三種元素氫化物沸點從高到低的順序為H2O>NH3>CH4，原因是液態(tài)水和液態(tài)氨都存在氫鍵，甲烷沒有。O的電負性大于N，水分子中O能形成的氫鍵數(shù)目比液氨中N能形成的氫鍵數(shù)目多。因此H2O>NH3>CH4.。

（4）N2分子結構式為N≡N，1molN2分子含有σ鍵1mol，π鍵2mol。

（5）由圖2 可知，Cu替代a位置的Fe 時能量較低，更穩(wěn)定，則Cu位于頂點，N（Cu）=，F(xiàn)e位于面心，N（Fe），N位于體心，則只有1 個N，其化學式為：Fe3CuN 。