Question

15．NH₃可用來制尿素（）等化學肥料．
（1）工業(yè)上合成氨常用鐵觸媒作催化劑，請寫出Fe³⁺基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵或[Ar]3d⁵．
（2）CO₂+2NH₃$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$CO（NH₂）₂+H₂O，則CO（NH₂）₂分子中C原子的雜化方式為sp²．其中C、N、O三種元素的電負性由小到大的順序為C＜N＜O．
（3）與NH₃互為等電子體的陽離子為H₃O⁺．
（4）1mol CO（NH₂）₂中含有σ鍵的數(shù)目為7N_A．
（5）鐵和氨氣反應的產(chǎn)物之一晶胞結構如圖，寫出該產(chǎn)物化學式Fe₄N．

Answer 1

分析 （1）鐵是26號元素，其原子核外有26個電子，鐵原子失去3個電子變成Fe³⁺，根據(jù)構造原理書寫Fe³⁺核外電子排布式；
（2）由尿素的結構式可知，C原子成2個C-N鍵、1個C=O鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數(shù)目為3；C、N、O三種元素的非金屬性依次增強，電負性依次增大；
（3）NH₃含有4個原子，價電子總數(shù)為8個電子，結合等電子體的定義分析；
（4）單鍵為σ的鍵，雙鍵含有1個σ的鍵，CO（NH₂）₂分子中含有7個σ的鍵；
（5）利用均攤法確定氮化鐵的化學式．

解答 解：（1）鐵是26號元素，其原子核外有26個電子，鐵原子失去最外層3個電子變成Fe³⁺，根據(jù)構造原理知，其基態(tài)離子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵ 或[Ar]3d⁵ ，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵ 或[Ar]3d⁵；
（2）由尿素分子的結構式可知，尿素分子中C原子成2個C-N鍵、1個C=O鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數(shù)目為3，C原子采取sp²雜化，C、N、O三種元素的非金屬性依次增強，電負性依次增大，即C＜N＜O，
故答案為：sp²；C＜N＜O；
（3）NH₃含有4個原子，價電子總數(shù)為8個電子，則對應的等電子體有H₃O⁺，
故答案為：H₃O⁺；
（4）單鍵為σ的鍵，雙鍵含有1個σ的鍵，CO（NH₂）₂分子中含有7個σ的鍵，1mol CO（NH₂）₂分子中含有σ的鍵的數(shù)目為為7N_A，
故答案為：7N_A；
（5）該晶胞中鐵原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$，氮原子個數(shù)是1，所以氮化鐵的化學式是Fe₄N，
故答案為：Fe₄N．

點評 本題考查較綜合，涉及電子排布式的書寫、雜化方式的判斷、電負性的大小、等電子體的判斷、晶胞的計算等，難度中等，側重于考查學生的分析能力．