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高中 | 配合物理论题目答案及解析如下,仅供参考!
选修三
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的立体结构
配合物理论
$\rm MnO_{2}$可作氨选择性催化还原法脱除${\rm NO}_{x}$的催化剂。
基态$\rm Mn$的价层电子排布的轨道表示式是 。
锰元素的原子序数为$\rm 25$,价电子排布式为$\rm 3d^{5}4s^{2}$,价层电子排布的轨道表示式为。
$\rm MnO_{2}$可由$\rm (NH_{4})_{2}S_{2}O_{8}$与$\rm MnSO_{4}$反应制得。$\rm S_{2}O_{8}^{2-}$的结构如图。
①$\rm S_{2}O_{8}^{2-}$中$\rm S-O-O$ $\rm ($填“是”或“不是”$\rm )$在一条直线上。
②$\rm S_{2}O_{8}^{2-}$中的$\rm O-O$比$\rm H_{2}O_{2}$中的更 $\rm ($填“难”或“易”$\rm )$断裂。
不是;易
"]]①由过氧化氢的空间结构为书形可知,$\rm S_{2}O_{8}^{2-}$离子的空间构型为书形, 所以$\rm -O-O$不在一条直线上。
②$\rm S_{2}O_{8}^{2-}$中硫氧双键为吸电子基团,氧氧键中共用电子对偏向硫氧双键一方,比过氧化氢中氧氧键的极性强,更易发生断裂。
一种$\rm MnO_{2}$晶体的晶胞示意图如图,该长方体晶胞的长和宽均为$a\;\rm nm$,高为$b\;\rm nm$。
①图中“$\rm ●$”代表的是 $\rm ($填“$\rm Mn$”或“$\rm O$”$\rm )$。
②$N\rm _{A}$为阿伏加德罗常数,该晶体的密度为 $\rm g·cm^{-3}$。
③$\rm MnO_{2}$作催化剂,氨催化还原脱除$\rm NO$的一种催化机理示意图如图。
从化学键的角度解释$\rm MnO_{2}$能结合$\rm NH_{3}$的原因: 。该催化过程的总反应的化学方程式是 。
$\\rm Mn$;$\\dfrac{1.74\\times {{10}^{23}}}{{{{a}}^{2}}{b}{{{N}}_{\\rm {A}}}}$;$\\rm NH_{3}$中的$\\rm N$原子有孤电子对,$\\rm MnO_{2}$中的$\\rm Mn$原子有空轨道能接受孤电子对,形成配位键;$\\rm 4NH_{3}\\rm +\\rm 4NO\\rm +\\rm O_{2}\\begin{array}{*{20}{c}}{\\underline{\\underline {\\rm{Mn}{{{O}}_{{2}}}}} }\\\\{}\\end{array} 4N_{2}\\rm +\\rm 6H_{2}O$
"]]①由晶胞结构可知,位于顶点和体心的黑球的个数为$\rm 8\times \dfrac{1}{8}\rm +1=2$,位于面上和体内的白球为$\rm 4\times \dfrac{1}{2}\rm +2=4$,由二氧化锰的化学式可知,黑球代表锰原子;
②设晶体的密度为$ d\;\rm g/cm^{3}$,由晶胞的质量公式可得:$\dfrac{{2}\times 87}{{{{N}}_{\rm {A}}}} =(a\times 10^{-7})^{2}\times b\times 10^{-7}\times d$,解得$ d=\dfrac{1.74\times {{10}^{23}}}{{{{a}}^{2}}{b}{{{N}}_{\rm {A}}}}$;
③氨分子中氮原子具有孤对电子,二氧化锰中锰原子具有空轨道,氮原子和锰原子通过形成配位键使二氧化锰和氨分子相互结合;由图可知,氨催化还原脱除一氧化氮的反应中,二氧化锰为催化剂,氨气、氧气、一氧化氮为反应物,氮气和水为生成物,反应的化学方程式为$\rm 4NH_{3}\rm +\rm 4NO\rm +\rm O_{2}\begin{array}{*{20}{c}}{\underline{\underline {\rm{Mn}{{{O}}_{{2}}}}} }\\{}\end{array} 4N_{2}\rm +\rm 6H_{2}O$。
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