Question

【題目】2019年10月1日，在慶祝中華人民共和國成立70周年的閱兵儀式上，最后亮相的DF-31A洲際戰(zhàn)略導(dǎo)彈是我國大國地位、國防實力的顯著標(biāo)志。其制作材料中包含了Fe、Cr、Ni、C等多種元素。回答下列問題：

（1）基態(tài)鐵原子的價電子排布式為__。

（2）與Cr同周期且基態(tài)原子最外層電子數(shù)相同的元素，可能位于周期表中的__區(qū)。

（3）實驗室常用KSCN溶液、苯酚（）檢驗Fe3+。其中N、O、S的第一電離能由大到小的順序為__（用元素符號表示），苯酚中碳原子的雜化軌道類型為__。

（4）鐵元素能與CO形成Fe(CO)5。羰基鐵[Fe(CO)5]可用作催化劑、汽油抗爆劑等。1molFe(CO)5分子中含__molσ鍵，與CO互為等電子體的一種離子的化學(xué)式為__。

（5）碳的一種同素異形體的晶體可采取非最密堆積，然后在空隙中插入金屬離子獲得超導(dǎo)體。如圖為一種超導(dǎo)體的面心立方晶胞，C60分子占據(jù)頂點和面心處，K+占據(jù)的是C60分子圍成的__空隙和__空隙（填幾何空間構(gòu)型）；若C60分子的坐標(biāo)參數(shù)分別為A(0，0，0)，B(，0，)，C(1，1，1)等，則距離A位置最近的陽離子的原子坐標(biāo)參數(shù)為__。

（6）Ni可以形成多種氧化物，其中一種NiaO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，a的值為0.88，且晶體中的Ni分別為Ni2+、Ni3+，則晶體中Ni2+與Ni3+的最簡整數(shù)比為__，晶胞參數(shù)為428pm，則晶體密度為__g/cm3（NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值，列出表達式）。

Answer 1

【答案】3d64s2 s、ds N＞O＞S sp2雜化 10 CN-或C22- 正四面體 正八面體 (，，) 8：3

【解析】

(1)鐵為26號元素，基態(tài)鐵原子的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d64s2；

(2)Cr為24號元素，核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d54s1，最外層電子數(shù)為1；

(3)同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大呈增大趨勢，氮元素2p能級處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量低，同一主族元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減�。槐胶捅椒泳鶠槠矫娼Y(jié)構(gòu)；

(4)配合物中碳原子不存在孤對電子，σ鍵數(shù)為2，即1個Fe (CO)5分子含10個σ鍵；原子數(shù)目相等、價電子總數(shù)相等的微�；�為等電子體；

(5)根據(jù)圖知，K+占據(jù)的是C60圍成的正四面體空隙和正八面體空隙，若C60分子的原子坐標(biāo)參數(shù)分別為A(0，0，0)，B(，0，)，C(1，1，1)等，說明該晶胞的棱長是1，則距離A位置C60分子最近的K+為形成的正四面體體心上的；

(6)根據(jù)NiaO中化合價代數(shù)和為零可求得晶體中Ni2+與Ni3+的最簡整數(shù)比；NiaO晶體的晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，所以每個晶胞中含有4個O原子，有4個“NiaO”，再根據(jù)ρ=計算。

(1)鐵為26號元素，基態(tài)鐵原子的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d64s2，則價層電子排布式為3d64s2；

(2)Cr為24號元素，核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d54s1，最外層電子數(shù)為1，與Cr同周期且基態(tài)原子最外層電子數(shù)相同的元素有鉀和銅，二者分別位于s區(qū)和ds區(qū)；

(3)同一主族元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減小即第一電離能O＞S，氮元素2p能級處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量低，氮元素的第一電離能高于同周期相鄰元素第一電離能，所以第一電離能 N＞O＞S；苯酚為苯上的一個H原子被OH取代而成，苯和苯酚均為平面結(jié)構(gòu)，C原子采取sp2雜化；

(4)配合物中碳原子不存在孤對電子，σ鍵數(shù)為2，1個Fe (CO)5分子含10個σ鍵，則1mol Fe(CO)5分子中含10molσ鍵；原子數(shù)目相等、價電子總數(shù)相等的微�；�為等電子體，與CO互為等電子體的離子有CN、C22等；

(5)碳的一種同素異形體的晶體可采取非最密堆積，然后在空隙中插入金屬離子獲得超導(dǎo)體。如圖為一種超導(dǎo)體的面心立方晶胞，C60分子占據(jù)頂點和面心處，由C60分子圍成的構(gòu)型分別為正四面體和正八面體，則K+占據(jù)的是C60分子圍成的正四面體和正八面體的空隙中；若C60分子的坐標(biāo)參數(shù)分別為A(0，0，0)，B(，0，)，C(1，1，1)等，說明該晶胞的棱長是1，則距離A位置C60分子最近的K+為形成的正四面體體心上的，為晶胞棱長的，則距離A位置最近的陽離子的原子坐標(biāo)參數(shù)為(，，)；

(6)設(shè)晶體中Ni2+與Ni3+的最簡整數(shù)比為x：y，根據(jù)NiaO中化合價代數(shù)和為零可知：×0.88=2，解得x：y=8：3；NiaO晶體的晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，所以每個晶胞中含有4個O原子，有4個“NiaO”，則晶體密度==gcm-3。