Question

研究发现，在CO₂低压合成甲醇的反应(CO₂+3H₂=CH₃OH+H₂O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，Mn(NO₃)₂是制备该催化剂的原料之一。

(1)Co基态原子核外电子排布式为__________。

(2)C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是_________，中，N原子的杂化方式为________，写出一种与互为等电子体的分子的化学式：__________。

(3)CO₂分子中，σ键和π键的数目之比为________。

(4)H₂O的沸点高于CO₂的原因是__________。

Answer

[Ar]3d74s2 O＞N＞C sp2 SO3(BCl3等) 1:1 H2O分子间存在氢键，而CO2分子间只存在范德华力

【解析】

根据Co的原子序数和周期表的位置，写出其电子排布式；根据电负性递变规律判断；根据VSEPR理论判断杂化类型；根据等电子体概念写出等电子体；根据CO2成键情况判断；根据水分子间形成氢键判断。

（1）Co是27号元素，位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；答案为[Ar]3d74s2。

（2）同一周期元素，元素的电负性从左至右，依次增大，则C、N、O属于同一周期元素，原子序数O＞N＞C，电负性O＞N＞C；NO3-的价层电子对数=3+ =3，故N原子采取sp2杂化；等电子体是指原子总数相等，价电子总数相等的微粒，则NO3-中原子总数为4，价电子总数为24，与NO3-互为等电子体的分子为SO3或BCl3；答案为O＞N＞C，sp2，SO3或BCl3。

（3）CO2分子中，碳原子与每个氧形成两对共用电子对，其电子式为，结构式为O=C=O，CO2分子中，σ键2个和π键2个，数目比为1：1；答案为1：1。

（4）水的沸点高于CO2的原因是水分子间含氢键，二氧化碳分子中只含范德华力；答案为水分子间含氢键，二氧化碳分子中只含范德华力。