Question

【題目】為了實現“將全球溫度上升控制在2℃以內”，科學家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉化和利用。

（1）下列說法正確的是__________(填序號)。

A. CH4與CO2分子均為含有極性共價鍵的非極性分子 B. 第一電離能：O>N>C

C. 沸點高低：CH4>SnH4>GeH4>SiH4 D. CH離子的空間構型為平面正三角形

（2）CH4和CO2在Ni催化作用下反應可獲得化工原料CO和H2。

①Ni基態原子核外電子排布式為__________。

②與CO互為等電子體的陰離子的電子式為__________，Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4中含有σ鍵的數目為__________。

（3）CH4和CO2在含有鈦氧化物的某種催化劑作用下，可直接轉化為CH3COOH。

①CH3COOH中C原子軌道雜化類型為__________；

②鈦氧化物晶胞結構如圖所示，寫出其化學式：__________。

Answer 1

【答案】 AD 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 [∶CN∶]－或[∶CC∶]2－ 8 mol或8×6.02×1023 sp3、sp2 TiO2

【解析】（1）A、CH4分子中含有極性共價鍵C-H，空間構型為正四面體結構，為非極性分子，CO2 中C=O為極性鍵，二氧化碳為直線型，是非極性分子，故A正確；B、同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，故第一電離能順序為：N＞O＞C，故B錯誤；C．CH4、SnH4、GeH4、SiH4屬于都不含有氫鍵的分子晶體，相對分子質量大的沸點高，所以沸點高低：SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4，故C錯誤；D、CH3＋離子的價層電子對數= =3，為sp2雜化，故D正確；故選AD；①Ni的原子序數為28，根據能量最低原理可寫出電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 ；②CO分子中含有2個原子、價電子數是10，與CO互為等電子體的與CO互為等電子體的陰離子微粒有CN－或C22－，其電子式為 [∶CN∶]－或[∶CC∶]2－，該配合物的配離子中Ni原子和C原子之間有4個σ鍵，CO分子中C和O之間存在1個σ鍵，1個π鍵，1個配位鍵，因此4個CO有4個σ鍵，故1mol Ni（CO）4中含有8molσ鍵即8NA，8×6.02×1023 ；（3）①CH3COOH中C原子分別形成4個、3個δ鍵，沒有孤對電子，分別為sp3雜化、sp2雜化，②該晶胞中氧原子個數為4×1/2+2=4，鈦原子個數=8×1/8+1=2，所以化學式為TiO2。