Question

【題目】汽車尾氣污染是造成霧霾天氣的重要原因之一，解決這個(gè)問題除了限制汽車出行外，更重要的是研發(fā)催化汽車尾氣的轉(zhuǎn)化技術(shù)，該技術(shù)中催化劑及載體的選擇和改良是關(guān)鍵。某稀土催化劑轉(zhuǎn)化汽車尾氣示意圖如圖：

（1）下列有關(guān)說法正確的是__________

a.C5H8與CH3CH=CH2一樣，分子中碳原子都采用的是sp3雜化

b.H2O、CO2、N2都是非極性分子

c．每個(gè)CO2分子中，含有2個(gè)π鍵和2個(gè)σ鍵

d．CO的一種等電子體為NO＋，它的電子式為[：NO：]＋

（2）CO與Fe可生成羰基鎳[Fe(CO)5]，已知其中鐵為0價(jià)，鐵原子在基態(tài)核外電子排布式為___________；[Fe(CO)5]的配位原子是________，理由是________。

（3）C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序是________。Al2O3晶體熔點(diǎn)高是耐火材料，AlCl3晶體易升華，熔點(diǎn)低，工業(yè)上電冶制取鋁用前者而不用后者的原因是________。

（4）鈣鈦礦型復(fù)合氧化物也可作為汽車尾氣轉(zhuǎn)化的催化劑。一種復(fù)合氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如有圖，則與每個(gè)Sr2+與_____個(gè)O2-緊鄰；若Sr2+與O2-緊鄰的核間距為apm，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則該氧化物晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為_________。

Answer 1

【答案】b、 d1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2C配體中C的電負(fù)性小于O，C原子核對(duì)孤電子對(duì)的引力弱，C原子提供孤電子對(duì)配位能力強(qiáng)于O原子。N>O>CAlCl3晶體易升華，熔點(diǎn)低，是分子晶體，熔融時(shí)不導(dǎo)電，無(wú)法電解12g/cm3

【解析】(1)a．碳碳雙鍵上的C原子采用sp2雜化，故a錯(cuò)誤；b．H2O是以極性鍵結(jié)合的極性分子；CO2中含有極性鍵，為直線形分子，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，分子中正負(fù)電荷重心重疊，為非極性分子；N2是以非極性鍵構(gòu)成的單質(zhì)，為非極性分子，故b錯(cuò)誤；c．CO2分子的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，每個(gè)CO2分子中含有2個(gè)π鍵和2個(gè)σ鍵，故c正確；d．CO的一種等電子體為NO+，CO的結(jié)構(gòu)為C≡O(shè)，則NO+的電子式為，故d正確；答案為cd；

(2)CO與Fe可生成羰基鎳[Fe(CO)5]，已知其中鐵為0價(jià)，鐵原子的核電荷數(shù)為26，其在基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2； 配體中C的電負(fù)性小于O，C原子核對(duì)孤電子對(duì)的引力弱，C原子提供孤電子對(duì)配位能力強(qiáng)于O原子，則[Fe(CO)5]的配位原子是C；

(3)同周期元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N的p軌道上有3個(gè)電子，為半充滿的相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序是N>O>C；Al2O3晶體熔點(diǎn)高是離子晶體，而AlCl3晶體易升華、熔點(diǎn)低是分子晶體，分子晶體熔化時(shí)不導(dǎo)電不能電解，故電冶制取鋁用Al2O3而不用AlCl3；

(4)Sr2+在晶胞的體心，與之緊鄰的O2-在晶胞的棱上，12條棱，每個(gè)Sr2+緊鄰的O2-有12，若Sr2+與O2-緊鄰的核間距為a×10-10cm，體心Sr2+為同一平面上的4個(gè)O2-形成的正方形的中心，則正方形的邊長(zhǎng)即晶胞邊長(zhǎng)為 a×10-10cm，晶胞的體積為cm3，每個(gè)晶胞中含有氧離子數(shù)12×=3，Sr2+原子為1個(gè)，Ti4+的個(gè)數(shù)為8×=1，晶胞的化學(xué)式為TiSrO3，摩爾質(zhì)量為184g/mol，則晶胞的密度為g/cm3。