Question

15．K₄[Fe（CN）₆]强热可发生反应：3K₄[Fe（CN）₆]$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2（CN）₂↑+12KCN+N₂↑+Fe₃C+C
（1）基态铁原子价层电子排布式为3d⁶4s²，组成K₄[Fe（CN）₆]的几种元素第一电离能由大到小的顺序为N＞C＞Fe＞K，K₄[Fe（CN）₆]中配离子组成为[Fe（CN）₆]^4-．
（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sp，分子中含有σ键与π键数目比为3：4，分子构型为直线形．
（3）KCN沸点1497℃，熔点563℃，则其晶体类型为离子晶体，与NaCN相比，熔点较高的物质是NaCN．
（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，可能的原因是氧化石墨烯可与水分子形成分子间氢键而石墨烯不能．
②12g石墨烯含有的6元环有0.5N_A，上述四种物质中，氧化石墨烯 的化学性质明显不同于另外几种物质．

Answer 1

分析 （1）Fe原子核外电子数为26，根据能量最低原理书写价电子排布式；金属性越强第一电离能越小，非金属性越强第一电离能越大；K₄[Fe（CN）₆]中配离子为[Fe（CN）₆]^4-；
（2）（CN）₂分子中各原子均达到稳定的电子层结构，结构简式为N≡C-C≡N；
（3）KCN沸点1497℃，熔点563℃，应属于离子晶体，离子所带电荷相等，离子半径越小，晶格能越大，离子晶体的熔点越高；
（4）①氧化石墨烯粒可与水分子形成氢键，稳定性增强；
②石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用，利用均摊法可知每个六元环含有2个碳原子；氧化石墨烯中含有羧基、羟基，与其他碳单质性质明显不同．

解答 解：（1）Fe原子核外电子数为26，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，价层电子为3d⁶4s²，
金属性越强第一电离能越小，非金属性越强第一电离能越大，故第一电离能N＞C＞Fe＞K，
K₄[Fe（CN）₆]中配离子组成为[Fe（CN）₆]^4-，
故答案为：3d⁶4s²；N＞C＞Fe＞K；[Fe（CN）₆]^4-；
（2）（CN）₂分子中各原子均达到稳定的电子层结构，结构简式为N≡C-C≡N，碳原子杂化轨道数目为2，杂化类型为sp杂化，分子中含有σ键与π键数目比为3：4，分子构型为直线形，
故答案为：sp；3：4；直线形；
（3）KCN沸点1497℃，熔点563℃，应属于离子晶体，离子所带电荷相等，钠离子半径小于钾离子半径，故NaCN的晶格能更大，故NaCN晶体的熔点更高，
故答案为：离子晶体；NaCN；
（4）①氧化石墨烯粒可与水分子形成氢键，而石墨烯不能，形成氢键使稳定性增强，
故答案为：氧化石墨烯可与水分子形成分子间氢键而石墨烯不能；
②12g石墨烯中碳原子为1mol，而石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用，每个六元环含有2个碳原子，够形成的六元环的物质的量0.5mol，含有六元环的个数为0.5N_A，
氧化石墨烯中含有羧基、羟基，与其他碳单质性质明显不同，
故答案为：0.5；氧化石墨烯．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、空间结构与杂化方式判断、化学键、晶体类型与性质、氢键、晶体结构计算等，注意氢键对物质性质的影响，掌握均摊法进行晶胞有关计算．