(14分)隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發(fā)利用受到越來越多的關(guān)注。以天然氣（主要成分CH4）為原料經(jīng)合成氣（主要成分CO、H2）制化學(xué)品，是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主要技術(shù)路線。而采用渣油、煤、焦炭為原料制合成氣，常因含羰基鐵［Fe(CO)5］等而導(dǎo)致以合成氣為原料合成甲醇和合成氨等生產(chǎn)過程中的催化劑產(chǎn)生中毒。

請問答下列問題：

（1）Fe(CO)5中鐵的化合價為0，寫出鐵原子的基態(tài)電子排布式　　　　　　　　　

（2）原子數(shù)目和電子總數(shù)（或價電子總數(shù)）相同的微粒互為等電子體，等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)特征。與CO分子互為等電子體的分子和離子分別為　　　　和　　　（填化學(xué)式），CO分子的結(jié)構(gòu)式可表示成　　　　　　。

（3）Fe(CO)5常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為－20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑。據(jù)此可判斷Fe(CO)5晶體為　　　　　　　晶體。

（4）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3雜化的分子有　　　　　　　　　，CH3OH的熔、沸點(diǎn)比CH4的熔、沸點(diǎn)比高，其主要原因是　　　　　　　　　　。

 

【答案】

（14分）（1）1s2 2s2 2p6 3s 23p6 3d6 4s2（2分）(2) N2（2分）、CN－（2分），C≡O(shè)（2分）

(3) 分子晶體（2分）(4) CH4和CH3OH（2分） ，CH3OH形成分子間氫鍵（2分）

【解析】（1）根據(jù)構(gòu)造原理可知，鐵原子的基態(tài)電子排布式為1s2 2s2 2p6 3s 23p6 3d6 4s2。

（2）應(yīng)用價電子數(shù)和原子數(shù)分別都相等的是等電子體，所以與CO分子互為等電子體的分子和離子分別為N2和CN－；由于氮?dú)馐侵本�型結(jié)構(gòu)，所以CO分子的結(jié)構(gòu)式可表示成C≡O(shè)。

（3）Fe(CO)5常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為－20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑。據(jù)此可判斷Fe(CO)5晶體應(yīng)該是分子晶體。

（4）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3雜化的分子是CH4、CH3OH，CO是直線型結(jié)構(gòu)，采用sp雜化。由于CH3OH形成分子間氫鍵，所以CH3OH的熔、沸點(diǎn)比CH4的熔、沸點(diǎn)比高。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的轉(zhuǎn)化利用越來越受到人們的關(guān)注．如圖所示是最近研發(fā)出的天然氣利用新途徑：首先，甲烷在催化劑作用下發(fā)生“氧氯化反應(yīng)”生成一氯甲烷；然后，一氯甲烷在400℃的條件下通過分子篩催化轉(zhuǎn)化為低碳烯烴．
請根據(jù)以上信息回答下列問題：
（1）第一輪次反應(yīng)投料時甲烷和氯化氫的最佳體積比為
l：1
l：1
．
（2）由一氯甲烷生成丙烯的化學(xué)方程式為
3CH3Cl
分子篩
CH2=CH-CH3+3HCl
3CH3Cl
分子篩
CH2=CH-CH3+3HCl
．
（3）若該途徑中的第一步“甲烷氧氯化反應(yīng)”的轉(zhuǎn)化率為80%，經(jīng)除水、分離出混合物中的一氯甲烷后，剩余物質(zhì)全部留用并投入第二輪次生產(chǎn)；第二步反應(yīng)生成含有乙烯、丙烯、丁烯的混合氣體，碳原子的利用率為90%，分離出其中的烯烴氣體后剩余物質(zhì)全部留用并投入第二輪次生產(chǎn)．則：
①標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1m3甲烷經(jīng)過一輪反應(yīng)可得到
0.45
0.45
kg乙烯、丙烯、丁烯的混合氣體．
②第二輪次反應(yīng)投料時，需補(bǔ)充的甲烷、氧氣和HCl的體積比為
10：5：1
10：5：1
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發(fā)利用受到越來越多的關(guān)注．以天然氣（主要成分CH4）為原料合成氣（主要成分
CO、H2）制化學(xué)品，是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主要技術(shù)路線．而采用渣油、煤、焦炭為原料制合成氣，常因含羰基鐵[Fe（CO）5]等而導(dǎo)致以合成氣為原料合成甲醇和合成氨等生產(chǎn)過程中的催化劑產(chǎn)生中毒．
請問答下列問題：
（1）Fe（CO）5中鐵的化合價為0，寫出鐵原子的基態(tài)電子排布式
[Ar]3d64s2
[Ar]3d64s2
．
（2）原子數(shù)目和電子總數(shù)（或價電子總數(shù)）相同的微�；榈入娮芋w，等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)特征．與CO分子互為等電子體的分子和離子分別為
N2
N2
和
CN-
CN-
（填化學(xué)式），CO分子的結(jié)構(gòu)式可表示成
C≡O(shè)
C≡O(shè)
．
（3）Fe（CO）5常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑．據(jù)此可判斷Fe（CO）5晶體為
分子晶體
分子晶體
（填晶體類型）．
（4）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3雜化的分子有
CH4、CH3OH
CH4、CH3OH
，CH3OH的熔、沸點(diǎn)比CH4的熔、沸點(diǎn)比高，其主要原因是
CH3OH形成分子間氫鍵
CH3OH形成分子間氫鍵
．

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科目：高中化學(xué) 來源：2010年江蘇省南京市高三上學(xué)期期中考試化學(xué)試題 題型：計(jì)算題

（12分）隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的轉(zhuǎn)化利用越來越受到人們的關(guān)注。下圖是最近研發(fā)出的天然氣利用新途徑：首先甲烷在催化劑作用下發(fā)生“氧氯化反應(yīng)”生成一氯甲烷；然后一氯甲烷在400°C的條件下通過分子篩催化轉(zhuǎn)化為低碳烯烴。

 

 

    請根據(jù)以上信息回答下列問題：

   （1）第一輪次反應(yīng)投料時甲烷和氯化氫的最佳體積比（相同條件）為            。

   （2）由一氯甲烷生成丙烯的化學(xué)方程式為        。

   （3）按最佳反應(yīng)投料比，若該途徑中的第一步“甲烷氧氯化反應(yīng)”的轉(zhuǎn)化率為80%，經(jīng)除水、分離出混合物中的一氯甲烷后，剩余CH4、O2和HCl全部留用并投入第二輪次生產(chǎn)；第二步一氯甲烷反應(yīng)生成含有乙烯、丙烯、丁烯和氯化氫的混合氣體，碳原子的利用率為90%，分離出其中的烯烴氣體后，剩余HCl也全部留用并投入第二輪次生產(chǎn)，則：

        ①標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1m3甲烷經(jīng)過一輪反應(yīng)可得到         kg乙烯、丙烯、丁烯的混

合氣體。

②為了與第一輪次得到的等量的低碳烯烴，第二輪次反應(yīng)投料時，需補(bǔ)充的CH4、

O2和HCl的體積比為（相同條件）       。（請寫出①和②的計(jì)算過程）

 

 

 

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發(fā)利用受到越來越多的關(guān)注。以天然氣（主要成分是CH4）為原料經(jīng)合成氣（主要成分為CO、H2）制化學(xué)品，是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主要技術(shù)路線。而采用渣油、煤、焦炭為原料制合成氣，常因含羰基鐵［Fe(CO)5］等而導(dǎo)致以合成氣為原料合成甲醇和合成氨等生產(chǎn)過程中的催化劑產(chǎn)生中毒。請回答下列問題：

（1）［Fe (CO)5］中鐵的化合價為0，寫出鐵原子的基態(tài)電子排布式：_________________；

（2）與CO互為等電子體的分子和離子分別為___________和___________（各舉一種即可，填化學(xué)式），CO分子的電子式為__________，CO分子的結(jié)構(gòu)式可表示成______ _。

（3）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3雜化的分子有_________________，CH3OH的熔、沸點(diǎn)比CH4高，其主要原因是_____________________________________。

（4）CH3CHO分子中，－CH3中的碳原子采用____________雜化方式，－CHO中的碳原子采取_____________雜化方式。

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