Question

【题目】科学家正在研究温室气体CH4、CO2的转化和利用。

（1）在Ni基催化剂的作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。

①基态Ni外围价电子中有_________对成对电子。

②CH4、CO2、H2分子中有孤对电子的是_________.

（2）一定条件下,CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体,其相关参数如下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。

参数 分子	分子直径/mm	分子与H2O的结合能(E)
CH4	0.436	16.40
CO2	0.512	y

①CO2水合物分子间存在的两种作用力是___________.

②为开采深海海底的“可燃冰”,科学家已经证明可用CO2置换CH4。已知上图中笼状结构的空腔直径为xnm,根据上述图表,从物质的结构与性质的角度分析:x_____0.512;y_______16.40。(填“>”“<"或“=”)

③写出CH4的一种等电子体: __________;SiO2与CO2是否互为等电子体?_________(填“是”或“不是”),理由是________.

Answer 1

【答案】 4 CO2 范德华力、氢键 > > SiH4 不是 SiO2不是分子,两者化学键类型不同

【解析】(1)①Ni为28号元素,基态Ni原子的电子排布式为，有4对成对电子；②CH4中C最外层有4个电子，有4对共用电子对，因而没有孤对电子；H2中H最外层有1个电子，有1对共用电子对，因而没有孤对电子； CO2中O最外层有6个电子，有2对共用电子对，因而O含有孤对电子；故答案为： ① 4 ② CO2

（2）①可燃冰中存在水分子,水分子间存在范德华力和氢键;②由表格可以知道:二氧化碳的分子直径小于笼状结构的空腔直径,即x>0.512,能顺利进入笼状空腔内,且二氧化碳与水的结合能力强于甲烷,即y >16.40； ③等电子体是指价电子数和原子数相同，并且具有相同结构的微粒，可以是分子、离子或原子团，SiH4是CH4的一种等电子体；SiO2是原子晶体，CO2是分子晶体，二者不能互为等电子体；故答案为：①范德华力、氢键 ②> 、 > ③SiH4 、 不是 、 SiO2不是分子，两者化学键类型不同