Question

【題目】科學(xué)家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉(zhuǎn)化和利用。

(1)CH4和CO2所含的三種元素中電負(fù)性最大的為_________(填元素符號)。

(2)下列關(guān)于CH4和CO2的說法不正確的是_________(填序號)。

a.固態(tài)CO2屬于分子晶體

b.CH4分子中含有極性共價(jià)鍵，是非極性分子

c.因?yàn)樘細(xì)滏I鍵能小于碳氧鍵，所以CH4熔點(diǎn)低于CO2

d.CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp2

(3)在Ni基催化劑作用下，CH4和CO2反應(yīng)可獲得化工原料CO和H2。

①基態(tài)Ni原子的核外電子排布式為_______，Ni元素位于元素周期表的第_________族。

②Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4,1molNi(CO)4中含有_________molσ鍵。

③某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

該晶體中距離Ni原子最近的Cu原子有_________個(gè)，若合金的密度為dg/cm3,阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA,晶胞邊長a=_________cm。

Answer 1

【答案】O c、d [Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2 VⅢ 8 12

【解析】

(1)非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，H、C、O三種元素中，O元素非金屬性最強(qiáng)，所以電負(fù)性最大；

(2)a．固態(tài)二氧化碳靠分子間作用力聚集，為分子晶體，故a正確；

b．甲烷分子中C—H鍵為極性共價(jià)鍵，分子呈正四面體形，正負(fù)電荷中心重合，為非極性分子，故b正確；

c．二者均為分子晶體，熔沸點(diǎn)與分子間作用力有關(guān)，CO2相對分子質(zhì)量更大，分子間作用力更強(qiáng)，熔點(diǎn)更高，故c錯(cuò)誤；

d．CH4分子中C原子形成4個(gè)σ鍵，價(jià)層電子對數(shù)為4，為sp2雜化；CO2分子為直線形，C原子價(jià)層電子對數(shù)為=2，為sp雜化，故d錯(cuò)誤；

故答案為cd；

(3)①Ni為28號元素，基態(tài)Ni原子的電子排布式為[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2，處于元素周期表中第四周期第VⅢ族；

②該配合物中Ni原子和C原子之間有4個(gè)配位σ鍵，CO分子中C和O之間存在1個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵，1個(gè)配位π鍵(反饋π鍵)，因此4個(gè)CO有4個(gè)σ鍵，故1mol Ni(CO)4中含有8molσ鍵；

③Ni原子位于頂點(diǎn)，位于面心的Cu原子與其距離最近且相等，每個(gè)頂點(diǎn)被3個(gè)面、8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面被2個(gè)晶胞共用，所以距離Ni原子最近的Cu原子有=12個(gè)；

每個(gè)晶胞中Ni原子的個(gè)數(shù)為=1，Cu原子的個(gè)數(shù)為=3，所以晶胞的質(zhì)量m=，晶胞的邊長為a，則體積V=a3，則晶胞的密度，解得a=cm。