Question

【題目】一種Ru絡(luò)合物與g-C3N4復(fù)合光催化劑將CO，還原為HCOOH的原理圖如圖。

(1)基態(tài)碳原子的價電子排布圖為___________。

(2)1molHCOOH中含有的σ鍵數(shù)目為___________，HCOOH的沸點(diǎn)比CO2高的原因為___________。

(3)Ru絡(luò)合物中第二周期元素的第一電離能由大到小的順序為___________。

(4)Ru絡(luò)合物中與Ru配位的原子有N、___________。

(5)一類石墨的聚合物半導(dǎo)體g-C3N4，其單層平面結(jié)構(gòu)如圖1，晶胞結(jié)構(gòu)如圖2。

①g-C3N4中氮原子的雜化類型是______________。

②根據(jù)圖2，在圖1中用平行四邊形畫出一個最小重復(fù)單元。______________

③已知該晶胞的體積為Vcm3，中間層原子均在晶胞內(nèi)部。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則g-C3N4的密度為______________g.cm-3。

Answer 1

【答案】或 4NA HCOOH和CO2都為分子晶體，HCOOH分子間形成氫鍵 N>O>C Cl，C sp2雜化

【解析】

根據(jù)能量最低原理，由基態(tài)碳原子的價電子排布式確定其價電子排布圖；HCOOH和CO2都為分子晶體，HCOOH分子間形成了氫鍵，導(dǎo)致沸點(diǎn)偏高；同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，且同一周期的第ⅡA元素的第一電離能大于第ⅢA族的，第ⅤA族的大于第ⅥA族的；由圖一可知N形成三個化學(xué)鍵，有3個雜化軌道，雜化軌道間的夾角為120°。

(1)根據(jù)能量最低原理，基態(tài)碳原子的價電子排布式為2s22p2，故其價電子排布圖為或；

(2)一個單鍵就是一個σ鍵,一個雙鍵中含有一個σ鍵,一個π鍵，根據(jù)甲酸分子結(jié)構(gòu)可知1分子甲酸中含4個σ鍵，則1molHCOOH中含有的σ鍵數(shù)目為4NA；HCOOH和CO2都為分子晶體，但HCOOH分子間形成了氫鍵，氫鍵比普通分子間作用力要強(qiáng)，故HCOOH的沸點(diǎn)比CO2高；

(3)Ru絡(luò)合物中含有的第二周期元素為C、N、O，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，且同一周期的第ⅡA元素的第一電離能大于第ⅢA族的，第ⅤA族的大于第ⅥA族的，故第一電離能由大到小的順序為N>O>C；

(4)由Ru絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)可知，其中與Ru配位的原子有N、Cl、C；

(5)①由圖一可知N形成三個化學(xué)鍵，有3個雜化軌道，雜化軌道間的夾角為120°，故N原子的雜化類型為sp2雜化；

②根據(jù)圖2，在圖1中用平行四邊形畫出一個最小重復(fù)單元為；

③ρ=m/V=M/VNA=g.cm-3