[题目]工业上用合成气(CO和H2)制取乙醇的反应为2CO+4H2CH3CH2OH+H2O.研究发现.使用TiO2作为载体负载铑基催化剂具有较高的乙醇产量.回答下列问题:(1)Ti基态原子核外电子排布式为 .和O同一周期且元素的第一电离能比O大的有 .和O同一周期且基态原子核外未成对电子数比O多的有 .(2)H2O分子中O原子的价层电子对数是 .CH3CH2OH分子中� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】工业上用合成气(CO和H2)制取乙醇的反应为2CO+4H2CH3CH2OH+H2O。研究发现，使用TiO2作为载体负载铑基催化剂具有较高的乙醇产量。回答下列问题：

（1）Ti基态原子核外电子排布式为_________。和O同一周期且元素的第一电离能比O大的有______（填元素符号），和O同一周期且基态原子核外未成对电子数比O多的有____（填元素符号）。

（2）H2O分子中O原子的价层电子对数是________，CH3CH2OH分子中亚甲基(-CH2-)上的C原子的杂化形式为_______。

（3）在用合成气制取乙醇反应所涉及的4种物质中，沸点从低到高的顺序为_________，原因是__________。

（4）工业上以CO、O2、NH3为原料，可合成氮肥尿素[CO(NH2)2]，CO(NH2)2分子中含有的σ键与π键的数目之比为_________。

（5）C元素与N元素形成的某种晶体的晶胞如图所示（8个碳原子位于立方体的顶点，4个碳原子位于立方体的面心，4个氮原子在立方体内），该晶体硬度超过金刚石，成为首屈一指的超硬新材料。

①该晶体硬度超过金刚石的原因是____________。

②已知该晶胞的密度为d g/cm3，N原子的半径为r1cm，C原子的半径为r2cm，设NA为阿伏加德罗常数，则该晶胞的空间利用率为________(用含d、r1、r2、NA的代数式表示）。

【答案】 ls22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2 N、F、Ne N 4 sp3 H2 <CO<CH3CH2OH< H2O H2为非极性分子，CO为极性分子且CO的相对分子质量比H2的大，因此CO的范德华力比H2的大；H2O与CH3CH2OH均为分子间存在氢键的极性分子，但水分子形成的氢键数目比乙醇分子多 7：1 该晶体中的C-N键的键长比金刚石中的C-C键的键长短，键能大，故硬度较金刚石大

【解析】（1）Ti基态原子核外电子排布式为ls22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。和O同一周期且元素的第一电离能比O大的有N、F、Ne，和O同一周期且基态原子核外未成对电子数比O（2个未成对电子）多的只有N（3个）。

（2）H2O分子中O原子的价层电子对数是4，CH3CH2OH分子中亚甲基(-CH2-)上的C原子是饱和的C原子，所以其杂化形式为sp3。

（3）在用合成气制取乙醇反应所涉及的4种物质中，沸点从低到高的顺序为H2 <CO<CH3CH2OH< H2O，原因是：H2为非极性分子，CO为极性分子且CO的相对分子质量比H2的大，因此CO的范德华力比H2的大；H2O与CH3CH2OH均为分子间存在氢键的极性分子，但水分子中有2个羟基氢原子而乙醇只有1个羟基氢原子，所以水分子之间形成的氢键数目比乙醇分子多。

（4）CO(NH2)2分子中含有的7个σ键和1个π键，σ键与π键的数目之比为7：1。

（5）由该晶体的晶胞结构可知，该晶胞含有的C原子数为 (8)=3个，N原子数为4个，该化合物的化学式为C3N4。

①该晶体硬度超过金刚石的原因是：该晶体是原子晶体，N原子的半径比C原子小，所以该晶体中的C-N键的键长比金刚石中的C-C键的键长短，键能大，故硬度较金刚石大。

②已知该晶胞的密度为d g/cm3，N原子的半径为r1cm，C原子的半径为r2cm。设NA为阿伏加德罗常数，则NA个晶胞含1mol C3N4，其质量为92g，其体积为，4mol N原子的体积为，3mol C原子的体积为，所以该晶胞的空间利用率为。

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