高中化学试题解析389

1. Fe单质及其化合物应用广泛。回答下列问题：

（1）在元素周期表中，Fe位于第_______周期_______族。基态Fe原子与基态Fe³⁺离子未成对电子数之比为_______。

（2）尿素分子(H₂NCONH₂)与Fe³⁺形成配离子的硝酸盐[Fe(H₂NCONH₂)₆](NO₃)₃俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。

①元素C、N、O中，第一电离能最大的是_______，电负性最大的是_______。

②尿素分子中，C原子采取的轨道杂化方式为_______。

③八面体配离子[Fe(H₂NCONH₂)₆]³⁺中Fe³⁺的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与Fe³⁺配位的原子是_______(填元素符号)。

（3）α-Fe可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为apm)。

①α-Fe晶胞中Fe原子的半径为_______pm。

②研究发现，α-Fe晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有Fe原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是_______，该截面单位面积含有的Fe原子为_______个·pm^-2。

答案：

（1）①. 四

②. VIII

③. 4：5

（2）①. N

②. O

③.sp²O

（3）

分析：

⑴Fe为26号元素，位于元素周期表中第四周期VIII族；基态Fe原子价层电子排布式为d⁶4s²，未成对电子数为4，基态Fe³⁺价层电子排布式为3d⁵，未成对电子数为5。

⑵①同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N原子2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能：N>O>C；同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，因此电负性：O>N>C。

②尿素分子(H₂NCONH₂)中C原子形成了3个σ键，无孤电子对，采取的轨道杂化方式为sp²。

③八面体配离子[Fe(H₂NCONH₂)₆]³⁺中Fe³⁺的配位数为6，且碳氮键的键长均相等，说明N原子没有形成配位键，存在孤电子对的原子还有C=O中O原子，所以与Fe³⁺配位的原子是O。

⑶①α-Fe为体心立方晶胞，晶胞边长为a pm，体心的Fe原子与顶点的Fe原子相切，所以Fe原子的半径为体对角线长度的1/4。

②m截面是一个矩形，有4个Fe原子，每个Fe原子由4个同样的矩形共有，依均摊法m截面单独含有1个Fe原子；n截面也是一个矩形，面心有1个Fe原子，顶点有4个Fe原子由4个同样的矩形共有，依均摊法n截面单独含有2个Fe原子。

n截面的一个边长为apm，另一个边长为面对角线，所以该截面单位面积的Fe原子数为：

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