Question

【題目】鐵元素和碳元素形成的單質及化合物在生產、生活中有廣泛的用途，

請回答下列問題：

（1）基態Fe原子的價層電子的電子排布圖為_________________；其最外層電子的電子云形狀為___________。

（2）(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O俗稱摩爾鹽。其陰離子的VSEPR模型名稱為____________________。

寫出一種與NH4+互為等電子體的分子的電子式：________________________________。

（3）Fe(CO)5可用作催化劑、汽油抗暴劑等.其分子中σ鍵和π鍵的數目之比為______________。CO的沸點高于N2的原因是_________________________。

（4）碳元素可形成多種單質。

①石墨烯是從石墨中剝離出來的由單層碳原子構成的平面結構新型碳材料。其中碳原子的雜化方式為______________________。

料，其中碳原子的雜化方式為 ,

②金剛石的晶胞如圖所示。若晶胞參數為a pm，阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為________________；1cm3晶體的平均質量為___________（列出計算式即可）。

Answer 1

【答案】 球形 正四面體形 （或） 1∶1 二者相對分子質量相同，CO為極性分子，N2為非極性分子，CO的分子間作用力大于N2的 sp2 34%

【解析】(1)基態 F e原子的價層電子排布式為3d64s2，可得其價層電子的電子排布圖。 其最外層電子為 4s電子,故電子云形狀為球形。

(2)SO42- 的價層電子對數目為4,其 VSEPR 模型名稱為正四面體形。 根據等電子體的含義：原子總數相同且價電子數相等，與 NH4 + 互為等電子體的分子為CH4 或SiH4，可寫出電子式。(3)Fe(CO)5分子中 Fe原子與5個 CO 形成5個σ鍵，每個CO 分子中含有1個σ鍵和2個π鍵，故二者的數

目之比為1∶1。 二者相對分子質量相同，組成和結構相似，極性越強，分子間作用力越大，沸點越高。

(4)①石墨中碳原子與其他三個碳原子之間形成三個σ鍵,其空間構型為平面三角形, 故雜化 方式為sp2。

②空間利用率等于晶胞中原子實際占用體積除以晶胞體積，可得其空間利用率為34%。每個金剛石的晶胞實際占用8個碳原子，其質量為（12×8）/ NA g；晶胞的體積為( a×10-10)3cm3，1cm3 晶體中平均含有晶胞的數目為1/(a×10-10)3,則1cm3 晶體的平均質量為。