Question

【題目】隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發利用受到越來越多的關注。以天然氣(主要成分是CH4)為原料經合成氣(主要成分為CO、H2)制化學品，是目前天然氣轉化利用的主要技術路線。而采用渣油、煤、焦炭為原料制合成氣，常因含羰基鐵[Fe(CO)5]等而導致以合成氣為原料合成甲醇和合成氨等生產過程中的催化劑產生中毒。請回答下列問題：

（1）[Fe(CO)5]中鐵的化合價為0，寫出鐵原子的基態電子排布式：______________________。

（2）與CO互為等電子體的分子為________(填化學式)，CO分子的電子式為________。

（3）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3雜化的分子有________________（填化學式），CH3OH的熔、沸點比CH4高，其主要原因是_________________________________。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 N2 CH4、CH3OH CH3OH分子之間有極性，同時分子之間還存在著氫鍵的作用

【解析】（1）Fe的原子序數為26，則基態電子排布式為[Ar]3d64s2，故答案為：[Ar]3d64s2；（2）CO分子中C原子上有一對孤對電子，C、O原子都符合8電子穩定結構，則CO的結構式為C≡O，又等電子體中原子數和價電子數都相同，則N2、CN-、CO的原子數都是2，價電子數都是10，則互為等電子體，其中分子為：N2；CO分子的電子式為；（3）判斷原子采取雜化方式時，先根據價層電子對互斥理論判斷價層電子對，然后再確定采取的雜化方式．價層電子對數=σ鍵電子對數+中心原子上的孤電子對數，σ鍵電子對數=σ鍵個數=中心原子結合的原子個數，中心原子上的孤電子對數=（a-xb）/2，說明：對于分子，a為中心原子的價電子數，x為配位原子個數，b為配位原子最多能接受的電子數．在CH4中價層電子對數=σ鍵電子對數（4）+中心原子上的孤電子對數（0），所以碳原子采取sp3雜化．

在CO分子中價層電子對數=σ鍵電子對數（1）+中心原子上的孤電子對數（1），所以碳原子采取sp雜化．CH3OH中，價層電子對數=σ鍵電子對數（4）+中心原子上的孤電子對數（0），所以碳原子采取sp3雜化； CH3OH分子之間有極性，CH3OH形成分子間氫鍵，沸點升高。