Question

【题目】为了实现“将全球温度上升控制在2℃以内”，科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。

（1）下列说法正确的是__________(填序号)。

A. CH4与CO2分子均为含有极性共价键的非极性分子 B. 第一电离能：O>N>C

C. 沸点高低：CH4>SnH4>GeH4>SiH4 D. CH离子的空间构型为平面正三角形

（2）CH4和CO2在Ni催化作用下反应可获得化工原料CO和H2。

①Ni基态原子核外电子排布式为__________。

②与CO互为等电子体的阴离子的电子式为__________，Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4中含有σ键的数目为__________。

（3）CH4和CO2在含有钛氧化物的某种催化剂作用下，可直接转化为CH3COOH。

①CH3COOH中C原子轨道杂化类型为__________；

②钛氧化物晶胞结构如图所示，写出其化学式：__________。

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分子中含有极性共价键C-H，空间构型为正四面体结构，为非极性分子，CO2 中C=O为极性键，二氧化碳为直线型，是非极性分子，故A正确；B、同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，故第一电离能顺序为：N＞O＞C，故B错误；C．CH4、SnH4、GeH4、SiH4属于都不含有氢键的分子晶体，相对分子质量大的沸点高，所以沸点高低：SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4，故C错误；D、CH3＋离子的价层电子对数= =3，为sp2杂化，故D正确；故选AD；①Ni的原子序数为28，根据能量最低原理可写出电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 ；②CO分子中含有2个原子、价电子数是10，与CO互为等电子体的与CO互为等电子体的阴离子微粒有CN－或C22－，其电子式为 [∶CN∶]－或[∶CC∶]2－，该配合物的配离子中Ni原子和C原子之间有4个σ键，CO分子中C和O之间存在1个σ键，1个π键，1个配位键，因此4个CO有4个σ键，故1mol Ni（CO）4中含有8molσ键即8NA，8×6.02×1023 ；（3）①CH3COOH中C原子分别形成4个、3个δ键，没有孤对电子，分别为sp3杂化、sp2杂化，②该晶胞中氧原子个数为4×1/2+2=4，钛原子个数=8×1/8+1=2，所以化学式为TiO2。