Question

铁氰化钾（化学式为K₃[Fe（CN）₆]）在工业上主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产，其煅烧分解生成KCN、FeC₂、N₂、（CN）₂等物质。回答下列问题：

（1）Fe³⁺比Fe²⁺稳定的原因______。

（2）在[Fe（CN）₆]^3-中不存在的化学键为______。

A．离子键

B．配位键

C．氢键

D．共价键

（3）已知（CN）₂性质与卤素相似，化学上称为类卤化合物。

（CN）₂+2 KOH═KCN+KCNO+H₂O

KCN+HCl═HCN+KCl

C₂H₂+HCN→CH₂=CH-C≡N

①KCNO中各元素原子的第一电离能由大到小排序为______。

②丙烯腈（CH₂=CH-C≡N）分子中碳原子轨道杂化类型是______，分子中σ键和π键数目之比为______。

（4）氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示，该晶体中铁、氮的微粒个数之比为______。

（5）已知：氧化亚铁晶体的密度为pg•cm^-3，N_A表示阿伏加德罗常数的值。氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示，该晶胞中，与O^2-紧邻且等距离的O^2-数目为______；Fe²⁺与O^2-的最短核间距为______pm。

Answer

Fe3＋的价电子排布式为3d5，半充满状态，能量低 A N>O>C>K sp、sp2 2：1 3：1 12 pm或pm

【解析】

(1)Fe3＋的价电子排布式为3d5，Fe2＋的价电子排布式为3d6，根据洪特规则进行分析；

(2)根据化学键的类型和特点解答，注意氢键是分子间作用力，不是化学键；

(3)①K为金属元素，容易失去电子，第一电离能最小，C、N、O中N的2p能级上有3个电子，处于半满状态，能量最低；

②利用价层电子对数等于杂化轨道数进行分析；成键原子间只能形成一个σ键，剩余为π键；(4)按照均摊法进行分析；

(5)根据晶胞结构，与O2－紧邻且等距的O2－同层4个，上层4个，下层4个；利用均摊法计算出微粒个数，从而计算出晶胞的质量，Fe2＋和O2－最短的核间距是边长的一半，因此根据密度求出晶胞的体积，从而计算出边长；

(1) Fe3＋的价电子排布式为3d5，处于半满，能量低，Fe2＋的价电子排布式为3d6，因此Fe3＋比Fe2＋稳定；

(2)[Fe(CN)6]3－是阴离子，是配合物的内界，含有共价键和配位键，不含有离子键和氢键，但氢键属于分子间作用力，不属于化学键，故A符合题意；

(3)①K是活泼金属，容易失去电子，第一电离能最小，同周期从左向右第一电离能逐渐增大，但ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA，因此第一电离能大小顺序是N>O>C>K；

②“CH2=CH”中C有3个σ键，无孤电子对，因此C的杂化方式为sp2，叁键中C的杂化类型sp；单键为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，叁键中有1个σ键和2个π键，分子中σ键和π键数目之比为6：3=2：1；

(4)Fe位于顶点、面心、内部，顶点被六个这样的晶胞共用，面心被2个晶胞共用，个数为=6，N位于内部，个数为2，因此铁、氮的微粒个数之比为6：2=3：1；

(5) 根据晶胞结构，与O2－紧邻且等距的O2－同层4个，上层4个，下层4个，共有12个；晶胞的质量为g，根据密度的定义，该晶胞的边长为cm，Fe2＋和O2－的最短核间距为边长的一半，因此最短距离是pm或pm。