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【题目】铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。

(1)Fe基态原子结构示意图__________

(2)丙酮()分子中各元素电负性从大到小顺序是________,1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为________

(3)某FexNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(xn)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为________

(4)科学家制得由20个碳原子组成的 空心笼状分子C20,该笼状结构是由许多正五边形构成(如图)。

请回答:一个 C20分子共有_______条棱边,推测C20晶体的硬度_______(填较大或较小)

【答案】 O>C>H 9 NA Fe3CuN 30 较小

【解析】

(1)铁为26号元素,根据核外电子排布规律画出原子结构示意图;

(2)非金属性越强电负性越大中单键均为σ键,双键中含1σ甲基上C形成4σ键,C=OC形成3σ

(3)由图2可知,Cu替代a位置的Fe时能量较低,更稳定,则Cu位于顶点,N(Cu)=8×=1,Fe位于面心,N(Fe)=6×=3,N位于体心

(4)利用均摊法分析晶体结构,每个碳原子与另外3个碳原子成键,2个原子形成一个键,以此来解答。

(1)Fe的原子序数为26,原子结构示意图为:

故答案为:

(2)非金属性越强,电负性越大,则C、H、O三种元素的电负性由大到小的顺序为O>C>H;中单键均为σ键,双键中含1σ键,甲基上C形成4σ键,C=OC形成3σ键,1mol丙酮共有9molσ键,数目为9NA
故答案为:O>C>H;9NA

(3)由图2可知,Cu替代a位置的Fe时能量较低,更稳定,则Cu位于顶点,N(Cu)=8×=1,Fe位于面心,N(Fe)=6×=3,N位于体心,则只有1N,其化学式为Fe3CuN,

故答案为:Fe3CuN;

(4)从分子结构示意图可以看出,在C20分子内每个碳原子与另外3个碳原子成键,因此,C20分子键总数=20×3×(因为2个原子形成一个键),也即C20分子中共有30条棱边(因为化学键总数=多面体棱边总数)。

C20C60都属于碳的同素异形体,应属于分子晶体所以推测C20晶体的硬度较小
故答案为:30;较小。

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Zn/ZnO在反应中循环使用,其作用是__________________

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①该反应的H =______0(“>”“<”)

②图中压强(P)由大到小的顺序是__________________

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