Question

【題目】科學家正在研究溫室氣體CH4、CO2的轉化和利用。

（1）在Ni基催化劑的作用下,CH4和CO2反應可獲得化工原料CO和H2。

①基態Ni外圍價電子中有_________對成對電子。

②CH4、CO2、H2分子中有孤對電子的是_________.

（2）一定條件下,CH4和CO2都能與H2O形成籠狀結構(如圖所示)的水合物晶體,其相關參數如下表。CH4與H2O形成的水合物俗稱“可燃冰”。

參數 分子	分子直徑/mm	分子與H2O的結合能(E)
CH4	0.436	16.40
CO2	0.512	y

①CO2水合物分子間存在的兩種作用力是___________.

②為開采深海海底的“可燃冰”,科學家已經證明可用CO2置換CH4。已知上圖中籠狀結構的空腔直徑為xnm,根據上述圖表,從物質的結構與性質的角度分析:x_____0.512;y_______16.40。(填“>”“<"或“=”)

③寫出CH4的一種等電子體: __________;SiO2與CO2是否互為等電子體?_________(填“是”或“不是”),理由是________.

Answer 1

【答案】 4 CO2 范德華力、氫鍵 > > SiH4 不是 SiO2不是分子,兩者化學鍵類型不同

【解析】(1)①Ni為28號元素,基態Ni原子的電子排布式為，有4對成對電子；②CH4中C最外層有4個電子，有4對共用電子對，因而沒有孤對電子；H2中H最外層有1個電子，有1對共用電子對，因而沒有孤對電子； CO2中O最外層有6個電子，有2對共用電子對，因而O含有孤對電子；故答案為： ① 4 ② CO2

（2）①可燃冰中存在水分子,水分子間存在范德華力和氫鍵;②由表格可以知道:二氧化碳的分子直徑小于籠狀結構的空腔直徑,即x>0.512,能順利進入籠狀空腔內,且二氧化碳與水的結合能力強于甲烷,即y >16.40； ③等電子體是指價電子數和原子數相同，并且具有相同結構的微粒，可以是分子、離子或原子團，SiH4是CH4的一種等電子體；SiO2是原子晶體，CO2是分子晶體，二者不能互為等電子體；故答案為：①范德華力、氫鍵 ②> 、 > ③SiH4 、 不是 、 SiO2不是分子，兩者化學鍵類型不同