Question

【題目】2013年諾貝爾化學(xué)獎授予三位美國科學(xué)家，以表彰他們如光合作用葉綠體光反應(yīng)時酶中、生物固氮時固氮酶中)的化學(xué)反應(yīng)。

(1)固氮酶有鐵蛋白和釩鐵蛋白兩種，它們不僅能夠催化N2還原成NH3，還能將環(huán)境底物乙炔催化還原成乙烯，下列說法正確的有________(不定項選擇)。

a．C2H2、C2H4都是非極性分子

b．碳負離子CH呈三角錐形

c．NO＋電子式為[∶NO∶]＋

d．NH3沸點比N2高，主要是因為前者是極性分子

(2)釩可合成電池電極，也可人工合成二價釩(V)固氮酶(結(jié)構(gòu)如圖)

①V2＋基態(tài)時核外電子排布式為______________________________________。

②釩固氮酶中釩的配位原子有________(寫元素符號)。

③熔融空氣電池釩硼晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶胞中含有釩原子數(shù)目為________。

(3)煙酰胺(結(jié)構(gòu)簡式如圖)可用于合成光合輔酶NADPH，煙酰胺分子中氮原子的雜化軌道類型有________，1 mol該分子中含σ鍵的數(shù)目為__________________________________。

Answer 1

【答案】(1)abc

(2)①1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 ②S、N ③4

(3)sp2、sp3 15NA(或15×6.02×1023)

【解析】(1)乙烯、乙炔均為非極性分子，a正確；碳負離子CH與NH3互為等電子體，故CH呈三角錐形，b正確；NO＋與N2互為等電子體，故NO＋的電子式為[∶NO∶]＋，c正確；氨氣的沸點比氮氣高的主要原因是氨氣分子間存在氫鍵，d錯誤。

(2)①V的原子序數(shù)為23，V2＋基態(tài)時核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3。②根據(jù)釩固氮酶的結(jié)構(gòu)示意圖可知釩固氮酶中釩的配位原子有S和N兩種。③根據(jù)釩硼晶體晶胞中釩原子所處的位置和分攤法計算，該晶胞中含有的釩原子數(shù)目為： 8×＋8×＋2×＝4。

(3)根據(jù)煙酰胺的結(jié)構(gòu)簡式可知其分子中氮原子的雜化軌道類型有兩種，分別為sp2和sp3雜化。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)以及單鍵、雙鍵所含σ鍵的規(guī)律可知。1 mol該分子中含15 mol σ鍵。