Question

K₄[Fe(CN)₆]强热可发生反应：3K₄[Fe(CN)₆]2(CN)₂↑+12KCN+N₂↑+Fe₃C+C

（1）基态铁原子价层电子排布式为____________，组成K₄[Fe(CN)₆]的几种元素第一电离能由大到小的顺序为___________，K₄[Fe(CN)₆]中配离子组成为___________。

（2）(CN)₂分子中各原子均达到稳定的电子层结构，则碳原子杂化轨道类型为___________，分子中含有σ键与π键数目比为___________，分子构型为_____________。

（3）KCN沸点1497℃，熔点563℃，则其晶体类型为___________，与NaCN相比，熔点较高的物质是___________。

（4）碳可形成多种单质，下图是碳的三种单质与氧化石墨烯的结构示意图。

①若将10nm石墨烯与氧化石墨烯粒子在相同条件下分散到水中，所得到的分散系中，后者的稳定性强于前者，可能的原因是___________。

②1mol石墨烯含有的6元环有___________N_A，上述四种物质中，___________的化学性质明显不同于另外几种物质。

Answer

（1）3d64s2；N>C>Fe>K；[Fe(CN)6]4-（2）sp；3:4；直线形

（3）离子晶体NaCN（4）①氧化石墨烯可与水分子形成分子间氢键而石墨烯不能；②0.5；氧化石墨烯

【解析】

试题分析：（1）K4[Fe(CN)6]中氮元素的非金属性最强、其次是碳元素，金属性最强的钾，因此第一电离能大小顺序为N>C>Fe>K。（2）(CN)2中碳原子与一个氮原子形成一个三键，与碳原子形成一个单键，故为sp杂化，由于2个碳原子均为sp杂化，故(CN)2是直线形分子。（3）由于KCN、NaCN均是离子晶体而钾离子半径较大，故KCN中晶格能较小，熔点较低。（4）氧化石墨烯中含有“O—H”键，它们能与水分子形成氢键，从而增大了粒子间的亲合性，故稳定性较强。石墨烯中每个碳原子为三个环共用，故每个六元环中碳原子数为6×=2，含有NA个碳原子的石墨中6元环数目为NA÷2=0.5NA。除氧化石墨烯外，其它三种物质均是碳的单质，化学性质相似，故化学性质明显不同的一种物质是氧化石墨烯。

【考点定位】考查核外电子的排布、分子空间构型及杂化轨道的判断、晶体结构的判断

【名师点晴】杂化类型的判断方法：1)例如常见的简单分子，C2H2、CO2为直线型分子，键角为180°，推断其C原子的杂化轨道类型为sp；C2H4、C6H6为平面型分子，键角为120°，推断其C原子的杂化轨道类型为sp2；CH4、CCl4为正四面体，键角109.5°，推断其C原子的杂化轨道类型为sp3。扩展到以共价键形成的晶体，如：已知金刚石中的碳原子、晶体硅和石英中的硅原子，都是以正四面体结构形成共价键的，所以也都是采用sp3杂化；已知石墨的二维结构平面内，每个碳原子与其它三个碳原子结合，形成六元环层，键角为120°，由此判断石墨的碳原子采用sp2杂化。2)根据价层电子对互斥理论判断杂化类型：中心原子电子对计算公式：价电子对数n=(中心原子的价电子数+配位原子的价电子数×m±电荷数)。注意：①当上述公式中电荷数为正值时取“-”，电荷数为负值时取“+”；②当配位原子为氧原子或硫原子时，成键电子数为零；根据n值判断杂化类型：一般有如下规律：当n=2，sp杂化；n=3，sp2杂化；n=4，sp3杂化；3)对于有机物利用杂化轨道数=孤对电子对数+σ键数进行判断．如C2H2分子中碳原子形成1个C-H，1个C≡C(含1个σ键)，C原子杂化轨道数为1+1=2，采取sp杂化方式，C2H4分子中碳原子形成2个C-H，1个C═C双键(含1个σ键)，C原子杂化轨道数为(2+1)=3，C原子采取sp2杂化方式。