Question

14．鐵氮化合物（Fe_xN_y）在磁記錄材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景．某Fe_xN_y的制備需鐵、氮?dú)狻⒈�酮和乙醇參與．
（1）Fe³⁺基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d⁵或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵．
（2）丙酮（）分子中碳原子軌道的雜化類型是sp²和sp³，1mol 丙酮分子中含有σ鍵的數(shù)目為9N_A．
（3）C、H、O 三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)镠＜C＜O．
（4）乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮，這是因?yàn)橐掖挤肿娱g存在氫鍵．
（5）某Fe_xN_y的晶胞如圖-1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產(chǎn)物Fe_（x-n） Cu_nN_y．Fe_xN_y轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖-2 所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為Fe₃CuN．

Answer 1

分析 （1）Fe的原子序數(shù)為26，F(xiàn)e³⁺基態(tài)核外電子數(shù)為23，且3d電子為半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；
（2）中單鍵均為σ鍵，雙鍵中含1個(gè)σ鍵，甲基上C形成4個(gè)σ鍵，C=O中C形成3個(gè)σ鍵；
（3）非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大；
（4）乙醇分子之間形成氫鍵，導(dǎo)致沸點(diǎn)較高；
（5）由圖2可知，Cu替代a位置的Fe時(shí)能量較低，更穩(wěn)定，則Cu位于頂點(diǎn)，N（Cu）=8×$\frac{1}{8}$=1，F(xiàn)e位于面心，N（Fe）=6×$\frac{1}{2}$=3，N位于體心，以此來解答．

解答 解：（1）Fe的原子序數(shù)為26，F(xiàn)e³⁺基態(tài)核外電子數(shù)為23，且3d電子為半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，可知Fe³⁺基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d⁵或 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，
故答案為：[Ar]3d⁵或 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
（2）中單鍵均為σ鍵，雙鍵中含1個(gè)σ鍵，甲基上C形成4個(gè)σ鍵，C=O中C形成3個(gè)σ鍵，均為孤對(duì)電子，則羰基上C為sp²雜化，甲基上C為sp³雜化，1mol丙酮共有9molσ鍵，數(shù)目為9N_A個(gè)，
故答案為：sp²和sp³；9N_A；
（3）非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則C、H、O 三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)镠＜C＜O，
故答案為：H＜C＜O；
（4）乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮，這是因?yàn)橐掖挤肿娱g存在氫鍵，導(dǎo)致沸點(diǎn)高，
故答案為：乙醇分子間存在氫鍵；
（5）由圖2可知，Cu替代a位置的Fe時(shí)能量較低，更穩(wěn)定，則Cu位于頂點(diǎn)，N（Cu）=8×$\frac{1}{8}$=1，F(xiàn)e位于面心，N（Fe）=6×$\frac{1}{2}$=3，N位于體心，則只有1個(gè)N，其化學(xué)式為Fe₃CuN，故答案為：Fe₃CuN．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，把握電子排布、電負(fù)性比較、雜化及化學(xué)鍵、均攤法計(jì)算晶胞結(jié)構(gòu)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析能力和應(yīng)用能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．