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氮及其化合物在生产生活中应用广泛。回答下列问题: (1)“中国制造2025”是中国政府

化学试题 04-30
氮及其化合物在生产生活中应用广泛。回答下列问题:
(1)“中国制造2025”是中国政府实施制造强国战略第一个十年行动纲领。氮化铬(CrN)具有极高的硬度和力学强度、优异的抗腐蚀性能和高温稳定性能,氮化铬在现代工业中发挥更重要的作用,请写出Cr3+的外围电子排布式____;基态铬、氮原子的核外未成对电子数之比为____。
(2)氮化铬的晶体结构类型与氯化钠相同,但氮化铬熔点(1282℃)比氯化钠 (801'C)的高,主要原因是________。
(3)过硫酸铵[(NH4)2S2O8],广泛地用于蓄电池工业、石油开采、淀粉加工、油脂工业、照相工业等,过硫酸铵中N、S、O的第一电离能由大到小的顺序为 _______,其中NH4+的空间构型为____________
(4)是20世纪80年代美国研制的典型钝感起爆药Ⅲ,它是由和[Co(NH3)5H2O](ClO4)3反应合成的,中孤电子对与π键比值为 _______, CP的中心Co3+的配位数为  ______ 。
(5)铁氮化合物是磁性材料研究中的热点课题之一,因其具有高饱和磁化强度、低矫顽力,有望获得较高的微波磁导率,具有极大的市场潜力,其四子格结构如图所示,已知晶体密度为ρg∙cm-3,阿伏加德罗常数为NA。
 
①写出氮化铁中铁的堆积方式为____。
②该化合物的化学式为 ___
③计算出 Fe(II)围成的八面体的体积为____cm3。
【答案】(1)3d3    2:1    (2)氮化铬的离子所带电荷数多,晶格能较大    (3)N>O>S    正四面体   (4) 5:4    6   (5)① 面心立方最密堆积   ② Fe4N   ③     
【解析】
(1)基态Cr的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,有6个未成对的电子,基态Cr3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,Cr3+的外围电子排布式3d3;基态氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3有3个未成对的电子,基态铬、氮原子的核外未成对电子数之比为2:1;
(2)晶体结构类型与氯化钠相同,离子所带电荷数越多,键能越大,晶格能越大,熔沸点越高,氮化铬的离子所带电荷数多,晶格能较大,故氮化铬熔点比氯化钠的高;
(3)同主族元素,第一电离能随核电荷数增大而减小,则S<O同周期元素,第一电离能随核电荷数增大而增大,当元素最外层电子排布处于全满、半满、全空时结构稳定,第一电离能比相邻元素高,基态氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3处于稳定状态,则第一电离能N>O,第一电离能由大到小的顺序为N>O>S;NH4+的中心原子为N,其价层电子对数=4+×(5-1-4×1)=4,为sp3杂化,空间构型为正四面体;
(4)双键中含有一个σ键和一个π键,三键中一个σ键和两个π键,中,有一个-C≡N,含有2个π键,两个双键中分别有一个π键;根据结构中键连方式,碳原子没有孤对电子,每个氮原子有一对孤对电子,孤电子对与π键比值为5:4;配合物中与中心离子直接相连的配体的个数即为配位数,CP的中心Co3+的配位数为6;
(5)①根据图示,顶点和面心位置为铁原子,氮化铁中铁的堆积方式为面心立方最密堆积;
②根据图示,一个晶胞中的铁原子为顶点和面心,个数=8×+6×=4,单原子位于晶胞内部,N个数为1,则该化合物的化学式为Fe4N;
③根据ρ=,则晶胞的体积V=,则晶胞的棱长===。Fe(II)围成的八面体中,棱长=×,正八面体一半的体积=×(×)2××=,八面体的体积为=2×=
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