Question

18．用二氧化碳生產(chǎn)工產(chǎn)品，有利于二氧化碳的大量回收，二氧化碳和乙二醇在氧化鋅或鈦氧化物催化下可合成碳酸乙烯酯．

（1）基態(tài)鋅原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²；每個(gè)ZnO晶胞（如圖1所示）中含O^2-的數(shù)目為2．
（2）鋅鹽水溶液中Zn²⁺可與H₂O之間形成[Zn（H₂O）₄]²⁺，其中提供空軌道的是Zn²⁺（填微粒符號(hào)）．
（3）碳酸乙烯酯中含有的σ鍵與π鍵數(shù)目之比為10：1． 
（4）陰離子X(jué)^-、Y^-、Z^-中只含有非金屬元素，它們與CO₂均互為等電子體，X^-、Y^-內(nèi)只含有極性鍵，Z^-內(nèi)含共價(jià)鍵和氫鍵，且Y^-的摩爾質(zhì)量大于X^-的，則X^-的電子式為，Y^-的結(jié)構(gòu)式為，Z^-的化學(xué)式為HF₂^-．
（5）某鈦氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示．
①寫(xiě)出該鈦氧化物的化學(xué)式：TiO₂．
②NH₃和CO₂在含有鈦氧化物的某種催化劑作用下，可直接轉(zhuǎn)化為CO（NH₂）₂．CO（NH₂）₂中C原子的雜化軌道類(lèi)型為sp²，組成CO（NH₂）₂的四種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)镠＜C＜O＜N．
③已知該鈦氧化物晶體的密度為ag•cm^-1，N_A為阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值，則該晶胞的體積為$\frac{160}{a{N}_{A}}$cm³．

Answer 1

分析 （1）Zn原子核外電子數(shù)為30，根據(jù)能量最低原理書(shū)寫(xiě)核外電子排布式；利用均攤法計(jì)算晶胞中O^2-的數(shù)目；
（2）配離子中中心離子提供空軌道，配體提供孤對(duì)電子；
（3）根據(jù)碳酸乙烯酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，碳酸乙烯酯中酯基中有10個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵；
（4）原子總數(shù)相等、價(jià)電子總數(shù)相等的微粒互為的等電子體；
（5）①根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Ti、O原子數(shù)目，進(jìn)而確定化學(xué)式；
②CO（NH₂）₂中C原子周?chē)��?個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，據(jù)此判斷C的雜化軌道類(lèi)型；同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；
③晶胞中Ti原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，O原子數(shù)目為2+4×$\frac{1}{2}$=4，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算晶胞體積．

解答 解：（1）Zn原子核外電子數(shù)為30，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²；每個(gè)ZnO晶胞中含O^2-的數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²；2；
（2）Zn²⁺含有空軌道，H₂O含有孤電子對(duì)，故Zn²⁺提供空軌道，H₂O提供孤電子對(duì)，形成配離子[Zn（H₂O）₆]²⁺，
故答案為：Zn²⁺；
（3）根據(jù)碳酸乙烯酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，碳酸乙烯酯中酯基中有10個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵，所以σ鍵與π鍵數(shù)目之比為10：1，
故答案為：10：1；
（4）陰離子X(jué)^-、Y^-、Z^-中只含有非金屬元素，它們與CO₂均互為等電子體，則Z^-的化學(xué)式為HF₂^-，X^-、Y^-內(nèi)只含有極性鍵，且Y^-的摩爾質(zhì)量大于X^-的，則X^-為CNO^-，其電子式為，Y^-的為SCN^-，其結(jié)構(gòu)式為，Z^-內(nèi)含共價(jià)鍵和氫鍵，
故答案為：；；HF₂^-；
（5）①晶胞中Ti原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，O原子數(shù)目為2+4×$\frac{1}{2}$=4，則該晶體化學(xué)式為T(mén)iO₂，
故答案為：TiO₂；
②CO（NH₂）₂中C原子周?chē)��?個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，所以C的雜化軌道類(lèi)型為sp²，同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，C、H、N、O中N原子最外層為半充滿(mǎn)結(jié)構(gòu)，較為穩(wěn)定，所以它們的第一電離能大小順序是I₁（N）＞I₁（O）＞I₁（C）＞I₁（H），
故答案為：sp²；H＜C＜O＜N；
③晶胞中Ti原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，O原子數(shù)目為2+4×$\frac{1}{2}$=4，晶胞質(zhì)量為$\frac{2×（48+32）}{N{\;}_{A}}$，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可知，晶胞體積為$\frac{\frac{2×（48+32）}{N{\;}_{A}}}{a}$cm³=$\frac{160}{a{N}_{A}}$cm³，
故答案為：$\frac{160}{a{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、化學(xué)鍵、雜化方式、等電子體、第一電離能、晶體類(lèi)型與性質(zhì)、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，側(cè)重考查對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．