Question

科学家正在研究温室气体CH₄和CO₂的转化和利用。

(1)CH₄和CO₂所含的三种元素中电负性最大的为_________(填元素符号)。

(2)下列关于CH₄和CO₂的说法不正确的是_________(填序号)。

a.固态CO₂属于分子晶体

b.CH₄分子中含有极性共价键，是非极性分子

c.因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH₄熔点低于CO₂

d.CH₄和CO₂分子中碳原子的杂化类型分别是sp³和sp²

(3)在Ni基催化剂作用下，CH₄和CO₂反应可获得化工原料CO和H₂。

①基态Ni原子的核外电子排布式为_______，Ni元素位于元素周期表的第_________族。

②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)₄,1molNi(CO)₄中含有_________molσ键。

③某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

该晶体中距离Ni原子最近的Cu原子有_________个，若合金的密度为dg/cm³,阿伏加德罗常数的数值为N_A,晶胞边长a=_________cm。

Answer

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

【解析】

(1)非金属性越强，电负性越大，H、C、O三种元素中，O元素非金属性最强，所以电负性最大；

(2)a．固态二氧化碳靠分子间作用力聚集，为分子晶体，故a正确；

b．甲烷分子中C—H键为极性共价键，分子呈正四面体形，正负电荷中心重合，为非极性分子，故b正确；

c．二者均为分子晶体，熔沸点与分子间作用力有关，CO2相对分子质量更大，分子间作用力更强，熔点更高，故c错误；

d．CH4分子中C原子形成4个σ键，价层电子对数为4，为sp2杂化；CO2分子为直线形，C原子价层电子对数为=2，为sp杂化，故d错误；

故答案为cd；

(3)①Ni为28号元素，基态Ni原子的电子排布式为[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2，处于元素周期表中第四周期第VⅢ族；

②该配合物中Ni原子和C原子之间有4个配位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π键(反馈π键)，因此4个CO有4个σ键，故1mol Ni(CO)4中含有8molσ键；

③Ni原子位于顶点，位于面心的Cu原子与其距离最近且相等，每个顶点被3个面、8个晶胞共用，每个面被2个晶胞共用，所以距离Ni原子最近的Cu原子有=12个；

每个晶胞中Ni原子的个数为=1，Cu原子的个数为=3，所以晶胞的质量m=，晶胞的边长为a，则体积V=a3，则晶胞的密度，解得a=cm。