Question

【題目】CO 易與鐵觸媒作用導致其失去催化活性：Fe+5CO=Fe(CO)5； [Cu(NH3)2]Ac 溶液用于除去CO的化學反應方程式：[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3=[Cu(NH3)3] Ac·CO （式中Ac-代表醋酸根）。請回答下列問題：

（1）C、N、O的第一電離能最大的是_____________，原因是___________________________。基態Fe 原子的價電子排布圖為___________________________。

（2）Fe(CO)5又名羰基鐵，常溫下為黃色油狀液體，則Fe(CO)5的晶體類型是_____________，羰基鐵的結構如圖，根據該圖可知CO作為配位體是以__________原子為配位原子與Fe原子結合。

（3）離子水化能是氣態離子溶于大量水中成為無限稀釋溶液時釋放的能量。離子在溶液中的穩定性可以從離子的大小、電荷、水化能等因素來解釋。Cu2+和Cu+的水化能分別是-2121kJ·mol-1和-582 kJ·mol-1，在水溶液里Cu2+比Cu+穩定的原因是_______________________________。[Cu(NH3)2]+在水溶液中相對穩定，在配合物[Cu(NH3)2]Ac中碳原子的雜化類型是________________________________。

（4）用[Cu(NH3)2]Ac除去CO的反應中，肯定有形成________________。

a.離子鍵 b.配位鍵 c.非極性鍵 d. σ鍵

（5）鈣銅合金的晶體結構可看成(a) (b) 兩種原子層交替堆積排列而成圖(c)，則該合金六方晶胞（即平行六面體晶胞）中含為Cu________個。已知同層的Ca-Cu的距離為294pm，根據圖示求同層相鄰Ca-Ca的距離__________pm （已知=1.73 計算結果保留整數）。

Answer 1

【答案】 N N的2p能級為半滿穩定狀態，能量低，第一電離能高于同周期相鄰元素第一電離能 分子晶體 C或碳 Cu2+的半徑小且所帶電荷多、水化能大 sp3、sp2 bd 5 509或510

【解析】（1）同一周期元素，元素電負性隨著原子序數增大而增大，但是N的2p能級為半滿穩定狀態，能量低，第一電離能高于同周期相鄰元素第一電離能，所以這三種元素第一電離能為：N > O>C；鐵原子的3d、4s能級為其價電子，基態鐵原子的價電子排布為 3d64s2，排布圖為；正確答案：N ；N的2p能級為半滿穩定狀態，能量低，第一電離能高于同周期相鄰元素第一電離能；。

（2）根據羰基鐵的常溫下為黃色油狀液體，說明沸點低，為分子晶體；根據羰基鐵的結構圖，可知CO作為配位體是以C原子為配位原子與Fe原子結合；正確答案：分子晶體；C或碳。

（3）Cu2+和Cu+的水化能分別是-2121kJ·mol-1和-582 kJ·mol-1，水化能越小，放出的熱量越多，該離子越穩定，并且Cu2+半徑比Cu+小，帶電荷多，所以Cu2+比Cu+穩定；在配合物[Cu(NH3)2]Ac中碳原子的雜化類型是sp3、sp2；正確答案：Cu2+的半徑小且所帶電荷多、水化能大 ；sp3、sp2。

（4）用[Cu(NH3)2]Ac除去CO的反應中，肯定有銅原子與氮原子、碳原子之間形成的配位鍵且也是σ鍵生成；正確選項b d。

（5）從圖 c 可知, Ca 位于六棱柱的頂點(1/6)和底心(1/2) , 各有 12個和 2個, 即屬于這個六棱柱的 Ca 為 3個； Cu 有兩種情況, 在底面 (圖 a )上,各有 6個(1/2) ,在中間一層(圖 b ),內部 6個,邊 (對圖 c 來說是面上)上有 6個(1/2) ,共有 15個,根據原子個數比關系：N(Ca): N(Cu)=3:15=1:5,所以該合金六方晶胞中含Cu為5個；看圖a，Cu位于3個Ca構成正三角形的重心，已知Ca－Cu為294pm，設Ca-Ca的距離為xpm, 根據勾股定理：x2=(x/2)2+（294+294/2）2, x=294√3=509； 正確答案：509。