Question

鐵是地球表面最豐富的金屬之一，能形成多種配合物，鐵系催化劑是工業(yè)生產(chǎn)中常用的催化劑．
（1）合成氨工業(yè)使用的催化劑是以鐵為主體的多成分催化劑．
①NH₃中N原子的雜化軌道類型是

sp³

．
②N與O同屬第二周期，N的第一電離能比O大的原因是

N原子失去的1個(gè)電子是相對(duì)穩(wěn)定的半充滿的2p能級(jí)上的電子，需要提供額外的能量，而O原子失去電子來(lái)自2p⁴構(gòu)型，相對(duì)于2p³構(gòu)型而言穩(wěn)定性較差

．
③根據(jù)等電子體原理，寫出一種和NH₄⁺是等電子體的微粒的化學(xué)式

CH₄

．
（2）二茂鐵[（C₅H₅）₂Fe]是一種金屬有機(jī)配合物，是燃料油的添加劑，
用以提高燃燒的效率和去煙，可作為導(dǎo)彈和衛(wèi)星的涂料等．它的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中氫原子的化學(xué)環(huán)境完全相同．
①Fe的基態(tài)原子電子排布式為

[Ar]3d⁶4s²或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

．
②二茂鐵中Fe²⁺與環(huán)戊二烯離子（C₅H₅^-）之間的化學(xué)鍵類型是

配位鍵

．
③1mol環(huán)戊二烯（）中含有σ鍵的數(shù)目為

11N_A

個(gè)．
（3）普魯士藍(lán)俗稱鐵藍(lán)，結(jié)構(gòu)如圖2所示（K⁺未畫出），每隔一個(gè)立方體在立方體中心含有一個(gè)K⁺離子，普魯士藍(lán)中鐵元素的化合價(jià)有+2和+3兩種，其中Fe³⁺與Fe²⁺的個(gè)數(shù)比為：

1：1

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定雜化方式；
②原子軌道上電子處于全滿、半滿和全空時(shí)較穩(wěn)定；
③原子個(gè)數(shù)相等價(jià)電子數(shù)相等的微粒是等電子體；
（2）①鐵是26號(hào)元素，其核外有26個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其核外電子排布式；
 ②含有孤電子對(duì)的原子和含有空軌道的原子間易形成配位鍵；
 ③共價(jià)單鍵都是σ鍵，共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵一個(gè)是π鍵；
（3）利用均攤法確定離子個(gè)數(shù)之比．

解答：解：（1）①NH₃中N原子價(jià)層電子對(duì)=3+1=4，所以采用sp³雜化，故答案為：sp³；
②原子軌道上電子處于全滿、半滿和全空時(shí)較穩(wěn)定，所以N原子失去的1個(gè)電子是相對(duì)穩(wěn)定的半充滿的2p能級(jí)上的電子，需要提供額外的能量，而O原子離去電子來(lái)自2p⁴構(gòu)型，相對(duì)于2p³構(gòu)型而言穩(wěn)定性較差，
故答案為：N原子失去的1個(gè)電子是相對(duì)穩(wěn)定的半充滿的2p能級(jí)上的電子，需要提供額外的能量，而O原子離去電子來(lái)自2p⁴構(gòu)型，相對(duì)于2p³構(gòu)型而言穩(wěn)定性較差；
③原子個(gè)數(shù)相等價(jià)電子數(shù)相等的微粒是等電子體，和NH₄⁺是等電子體的微粒是甲烷，其化學(xué)式為：CH₄，故答案為：CH₄；
（2）①鐵是26號(hào)元素，其核外有26個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，其基態(tài)原子核外電子排布式為：[Ar]3d⁶4s²或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，
故答案為：[Ar]3d⁶4s²或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
 ②Fe²⁺含有空軌道，環(huán)戊二烯離子（C₅H₅^-）含孤電子對(duì)，所以二茂鐵中Fe²⁺與環(huán)戊二烯離子（C₅H₅^-）之間的化學(xué)鍵類型是配位鍵，故答案為：配位鍵；
③共價(jià)單鍵都是σ鍵，共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵一個(gè)是π鍵，一個(gè)分子中含有11個(gè)σ鍵，所以1mol環(huán)戊二烯（）中含有σ鍵的數(shù)目為11N_A，
故答案為：11N_A；
（3）每隔一個(gè)立方體中心有一個(gè)鉀離子，所以一個(gè)晶胞中鉀離子個(gè)數(shù)=1÷2=0.5，該立方體中鐵原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

=1，CN-位于每條棱中點(diǎn)，該立方體中含有CN^-個(gè)數(shù)=12×

1

4

=3，所以平均化學(xué)式是K _0.5 Fe（CN）₃，F(xiàn)e平均化合價(jià)2.5，所以亞鐵離子與鐵離子之比是1：1，故答案為：1：1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及電子排布式的書寫、雜化方式的判斷、化學(xué)鍵的判斷、晶胞的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，難點(diǎn)是亞鐵離子和鐵離子個(gè)數(shù)比，利用平均化合價(jià)解答即可，難度中等．