Question

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

（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．每個C2H2和C2H4分子中的π鍵數目相同 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(結構如圖)

V元素位于周期表的______區，該原子基態時的價層電子排布式為___________________。

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構如圖所示，該晶胞中含有釩原子數目為________。

（3）煙酰胺(結構簡式如圖)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鍵的數目為______________________。

Answer 1

【答案】（1） bc （2）① d 3d34s2 ②S、N ③4 （3）sp2、sp3 15NA(或15×6.02×1023)

【解析】

試題分析：（1）a．雙鍵中含有1個π鍵，三鍵中含有2個π鍵，則每個C2H2和C2H4分子中的π鍵數目不相同，分別是2個和1個，a錯誤；b．碳負離子CH3－價層電子對個數＝3+（4+1-3×1）/2=4且含有一個孤電子對，所以為三角錐形，b正確；c．NO+和氮氣分子屬于等電子體，等電子體結構相似，所以NO+電子式為，c正確；d．NH3中含有氫鍵、N2中不含氫鍵，NH3中氫鍵導致氨氣熔沸點較高，d錯誤；答案選bc；

（2）①V是23號元素，V原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2，所以是第四周期ⅤB族，最后一個電子排在3d上，所以在d區，該原子基態時的價層電子排布式為3d34s2；

②根據圖知，V含有空軌道、N原子和S原子含有孤電子對，V和N原子、S原子之間存在配位鍵；

③根據圖片知，該晶胞中含有釩原子數目=2×1/2+8×1/4+8×1/8=4；

（3）環上N原子含有2個σ鍵和一個孤電子對，氨基上N原子含有3個σ鍵和1個孤電子對，所以環上N原子采用sp2雜化，氨基上N原子采用雜化sp3，l個該分子中含σ鍵數目為15，所以lmol該分子中含σ鍵數目為15mol或15×6.02×1023。