Question

我國化學家在“鐵基(氟摻雜鐠氧鐵砷化合物)高溫超導”材料研究上取得了重要成果，該研究項目榮獲2013年度“國家自然科學獎”一等獎。
（1）基態Fe²⁺的核外電子排布式為_________________。
（2）氟、氧、砷三種元素中電負性值由大到小的順序是__________(用相應的元素符號填空)。
（3）Fe(SCN)₃溶液中加人NH₄F，發生如下反應：Fe(SCN)₃+6NH₄F=(NH₄)₃FeF₆+3NH₄SCN。
①(NH₄)₃FeF₆存在的微粒間作用力除共價鍵外還有_________(選填序號，下同)。
a．配位鍵    b．氫鍵    c．金屬鍵    d．離子鍵
②已知SCN^一中各原子最外層均滿足8電子穩定結構，則C原子的雜化方式為_____________,該原子團中鍵與個數的比值為___________________。
（4）FeCl₃晶體易溶于水、乙醇，用酒精燈加熱即可氣化，而FeF₃晶體熔點高于1000^oC，試解釋兩種化合物熔點差異較大的原因：_______________________________。
（5）氮、磷、砷雖為同主族元素，但其化合物的結構與性質是多樣化的。
①該族氫化物RH₃(NH₃、PH₃、AsH₃)的某種性質隨R的核電荷數的變化趨勢如右圖所示，則Y軸可表示的氫化物(RH₃)性質可能有________。

a．穩定性        b．沸點      c．R—H鍵能      d．分子間作用力
②碳氮化鈦化合物在汽車制造和航空航天等領域有廣泛的應用，其結構是用碳原子取代氮化鈦晶胞(結構如圖)頂點的氮原子，據此分析，這種碳氮化鈦化臺物的化學式為______。

Answer 1

（1）[Ar]3d⁶（2分） （2）F＞O＞As（1分）
（3）①ad（2分，漏選扣1分，錯選不得分） ②sp（1分）  1:1（1分）
（4）FeF₃為離子晶體，FeCl₃為分子晶體（2分，答案合理即可得分）
（5）①ac（2分，漏選扣1分，錯選不得分） ②Ti₄CN₃（2分）

試題分析：（1）亞鐵離子的核外電子數是24，因此根據核外電子的排布規律可知，基態Fe²⁺的核外電子排布式為[Ar]3d⁶。
（2）非金屬性越強，電負性越大，則根據元素周期律可知氟、氧、砷三種元素中電負性值由大到小的順序是F＞O＞As。
（3）①(NH₄)₃FeF₆是離子化合物，存在的微粒間作用力除共價鍵外還有離子鍵，另外還有配位鍵，即N和H、Fe與F之間存在配位鍵，答案選ad。
②已知SCN^一中各原子最外層均滿足8電子穩定結構，則碳元素分別與S以及N元素形成1個雙鍵，不存在孤對電子，因此C原子的雜化方式為sp雜化；由于單鍵都是鍵，雙鍵是由1個鍵與1個鍵構成的，則該原子團中鍵與個數的比值為1:1。
（4）FeCl₃晶體易溶于水、乙醇，用酒精燈加熱即可氣化，這說明氯化鐵形成的晶體是分子晶體，而FeF₃晶體熔點高于1000^oC，這說明氟化鐵形成的晶體類型是離子晶體，因此兩種化合物熔點差異較大的原因是FeF₃為離子晶體，FeCl₃為分子晶體。
（5）①a．非金屬性越強，氫化物的穩定性越強，因此三種氫化物的穩定性逐漸降低，a正確；b．由于氨氣分子間存在氫鍵，因此氨氣的沸點最高，b不正確；c ．非金屬性越強與氫元素形成的共價鍵越強，鍵能越大，因此R—H鍵能雖原子序數的增大而減小，c正確；d．三種氫化物生成的晶體均是分子晶體，分子間作用力隨相對分子質量的增加而增大，d不正確，答案選ac。
②根據晶胞的結構特點并依據均攤法可知，晶胞中含有的碳原子數是8×＝1，氮原子數6×＝3，鈦原子數是12×+1＝4，所以化學式為Ti₄CN₃。