Question

[化學(xué)--選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
血紅素中含有C、O、N、Fe五種元素．回答下列問題：

（1）C、N、O、H四種元素中電負(fù)性最小的是（填元素符合）

 

，寫出基態(tài)Fe原子的核外電子排布式

 

．
（2）如圖所示為血紅蛋白和肌紅蛋白的活性部分--血紅素的結(jié)構(gòu)式．血紅素中N原子的雜化方式有

 

，在如圖的方框內(nèi)用“→”標(biāo)出Fe²⁺的配位鍵．
（3）NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni²⁺和Fe²⁺的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點(diǎn)NiO

 

 FeO（填“＜”或“＞”）；
（4）N與H形成的化合物肼（N₂H₄）可用作火箭燃料，燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是：N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.7kJ?mol^-1
若該反應(yīng)中有4mol N-H鍵斷裂，則形成的π鍵有

 

mol．
（5）根據(jù)等電子原理，寫出CN^-的電子式，1mol O₂²⁺中含有的π鍵數(shù)目為

 

．
（6）鐵有δ、γ、α三種同素異形體，γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)為，δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為

 

．

Answer 1

分析：（1）、根據(jù)元素周期表電負(fù)性的遞變規(guī)律比較電負(fù)性強(qiáng)弱；根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫基態(tài)Fe原子的核外電子排布式；
（2）根據(jù)N原子的價(jià)電子排布式2s²2p³，若N原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，則氮原子周圍還有一對(duì)孤對(duì)電子，即此時(shí)無配位鍵，該氮原子為sp³雜化，如NH₃．若N原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，則必有一個(gè)是配位鍵，若還存在雙鍵（雙鍵視為單鍵），則該氮原子為sp²雜化，如本題中的，若都為單鍵，則該氮原子為sp³雜化；
（3）離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高；
（4）根據(jù)氮?dú)滏I和生成氣體、π鍵之間的關(guān)系式計(jì)算；
（5）根據(jù)氮?dú)夥肿拥碾娮邮綄懗鯟N^-的電子式，注意該微粒是離子；根據(jù)O₂²⁺的電子式 ，算出1mol O₂²⁺中含有的π鍵數(shù)目；
（6）利用均攤法計(jì)算γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)；先判斷δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)，再計(jì)算其比值

解答：解：（1）同周期元素從左到右元素的電負(fù)性逐漸增大，則有電負(fù)性C＜N＜O，H的電負(fù)性最小，
基態(tài)Fe原子的核外價(jià)電子排布式為：[Ar]3d⁶4S²，
故答案是：H；[Ar]3d⁶4S²；
（2）根據(jù)N原子的價(jià)電子排布式2s²2p³，若N原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，則氮原子周圍還有一對(duì)孤對(duì)電子，即此時(shí)無配位鍵，該氮原子為sp³雜化，如NH₃．若N原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，則必有一個(gè)是配位鍵，若還存在雙鍵（雙鍵視為單鍵），則該氮原子為sp²雜化，如本題中的，若都為單鍵，則該氮原子為sp³雜化，如NH₄⁺，
故答案為：sp²、sp³；；

（3）Ni0、Fe0的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，說明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高．由于Ni²⁺的離子半徑小于Fe²⁺的離子半徑，屬于熔點(diǎn)是NiO＞FeO，
故答案為：＞；
（4）若該反應(yīng)中有4mol N-H鍵斷裂，則有1molN₂H₄參加反應(yīng)，生成氮?dú)?.5mol，形成的π鍵有1.5mol×2=3mol，
故答案為：3；
（5）根據(jù)氮?dú)夥肿拥碾娮邮綄懗鯟N^-的電子式，且CN^-是離子，符合離子電子式的書寫規(guī)則，所以其電子式為：，
根據(jù)等電子體原理可知，O₂²⁺的電子式  ，在1mol三鍵含有2mol的π鍵和1mol的δ鍵，故1mol O₂²⁺中，含有2N_A個(gè)π鍵，
故答案是：；2N_A；
（6）γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

=4，δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)分別為8、6，則配位數(shù)之比為8：6=4：3，
故答案為：4； 4：3．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及電負(fù)性、電子排布圖、配位鍵、雜化方式等問題，題目數(shù)量，本題難度較大．