Question

以北京大学马丁教授为代表的多个团队，研发出了高效的铁基（如、、、）费托合成催化剂，以和为原料可高产率合成烯烃、烷烃，如、，为煤的气化、液化使用开拓了新途径。

⑴中能量最高的能级上的电子云有__________种伸展方向，位于不同方向中运动的电子的能量大小关系是_______________。当原子电子排布由时，体系的能量_________（填“增大”或“减小”）。

⑵、C、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________；分子中碳原子的杂化轨道类型为________________；题干所述反应中分子中断裂的化学键类型为__________（填字母）。

A．2个σ键、1个键B．1个σ键、2个键C．非极性键

⑶新戊烷分子中5个碳原子形成的空间构型是_______________，该分子是________（填“极性”或“非极性”）分子。随着烃分子中碳原子数目的增加，同系物的沸点升高，其原因是_________。

⑷碳、铁之间可形成多种化合物，其中一种化合物的晶体结构（面心立方结构）如图所示：

则编号为①的原子的坐标为_____________；该化合物的化学式为_____________；设该晶体的晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为____________________（列出计算式即可）。

Answer

5 相等 增大 B 正四面体形 非极性 随着碳原子数目增加，分子间作用力增大 (0，0，)

【解析】

(1)中能量最高的能级是3d，3d的电子云有5种伸展方向，位于不同方向中运动的电子的能量大小关系是相等。当原子电子排布由时，从基态跃迁到激发态，吸收能量，因此体系的能量增大；故答案为：5；相等；增大。

(2)同周期从左到右第一电离能有增大的趋势，同主族从上到下第一电离能逐渐增大，因此、C、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为；分子中第一个碳原子价层电子对数为4，杂化轨道类型为sp3，第二、三个碳原子夹层电子对数为3，无孤对电子，杂化轨道类型为sp2；题干所述反应中分子变为水和烷烃，因此CO分子中断裂的化学键类型为1个σ键、2个键；故答案为：；sp2、sp3；B。

(3)新戊烷分子中5个碳原子类似甲烷中四个氢原子被四个甲烷取代，因此形成的空间构型是正四面体形，具有中心对称，因此该分子是非极性分子。随着烃分子中碳原子数目的增加，同系物的沸点升高，其原因是随着碳原子数目增加，分子间作用力增大；故答案为：正四面体形；非极性；随着碳原子数目增加，分子间作用力增大。

(4)编号为①的原子的坐标为(0，0，)；该化合物中铁原子个数为，碳原子个数为，因此化合物的化学式为FeC；设该晶体的晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为；故答案为：。