甲烷作為天然氣、頁巖氣、可燃冰的主要成分，擁有最穩(wěn)定的烷烴分子結(jié)構(gòu)，具有高度的四面體對稱性，極難在溫和的條件下對其活化。因此，甲烷的選擇活化和定向轉(zhuǎn)化一直是世界性的難題。我國科學(xué)家經(jīng)過長達6年的努力，研制成功一系列石墨烯限域的3d過渡金屬中心（Mn、Fe、Co、Ni、Cu）催化劑材料，在室溫條件下以H2O2為氧化劑直接將甲烷氧化成Cl（只含一個C原子）含氧化合物，被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是甲烷化學(xué)領(lǐng)域的重要突破。請回答下列問題：
（1）Cu原子基態(tài)原子的外圍電子排布式為3d104s13d104s1。
（2）石墨烯限域單原子鐵能活化CH4分子中的C-H鍵，導(dǎo)致C與H之間的作用力減弱減弱（減弱”或“不變”）。鐵晶體中粒子之間作用力類型是金屬鍵金屬鍵。
（3）常溫下，H2O2氧化CH4生成CH3OH、HCHO、HCOOH等。
①它們的沸點分別為64.7、-195℃、100.8℃，其主要原因是HCOOH、CH3OH分子間存在氫鍵且HCOOH中氫鍵較強，HCHO分子間存在范德華力HCOOH、CH3OH分子間存在氫鍵且HCOOH中氫鍵較強，HCHO分子間存在范德華力；
②CH4 和HCHO比較，鍵角較大的是HCHOHCHO，主要原因是CH4中C原子采取sp3雜化，HCHO中C原子采取sp2雜化CH4中C原子采取sp3雜化，HCHO中C原子采取sp2雜化。
（4）配離子的顏色與d-d電子躍遷的分裂能大小有關(guān)，1個電子從較低的d軌道躍遷到較高能量的d軌道所需的能量為 d的分裂能，用符號△表示。分裂能△[Co（H2O）62+]＜＜△[Co（H2O）43+]（填“＞”“＜”或“=”），理由是[Co（H2O）6]2+帶2個單位正電荷，[Co（H2O）6]3+帶3個單位正電荷，后者對電子吸引力更大[Co（H2O）6]2+帶2個單位正電荷，[Co（H2O）6]3+帶3個單位正電荷，后者對電子吸引力更大。
（5）鈷晶胞和白銅（銅鎳合金）晶胞分別如圖1、圖2所示。
①鈷晶胞堆積方式的名稱為六方最密堆積六方最密堆積；
②已知白銅晶胞的密度為dg?cm-3，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。圖2晶胞中兩個面心上銅原子最短核間距為22×359+64×3NA?d×101022×359+64×3NA?d×1010pm（列出計算式）。
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【答案】3d104s1；減弱；金屬鍵；HCOOH、CH3OH分子間存在氫鍵且HCOOH中氫鍵較強，HCHO分子間存在范德華力；HCHO；CH4中C原子采取sp3雜化，HCHO中C原子采取sp2雜化；＜；[Co（H2O）6]2+帶2個單位正電荷，[Co（H2O）6]3+帶3個單位正電荷，后者對電子吸引力更大；六方最密堆積；××1010
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【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：21引用：2難度：0.5
相似題
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1．鐵及其化合物在生產(chǎn)生活及科學(xué)研究方面應(yīng)用非常廣泛。
（1）基態(tài)Fe原子的價層電子的電子排布圖為；其最外層電子的電子云形狀為。
（2）（NH4）2Fe（SO4）2?6H2O俗稱摩爾鹽
①NH4+電子式為。
②N、O兩元素的第一電離能由大到小的順序為（用元素符號表示）
③SO42-中S原子的雜化方式為，VSEPR模型名稱為。
（3）K3[Fe（CN）6]晶體中中心原子的配位數(shù)為；晶體的配位體為（用化學(xué)符號表示）
（4）FeS2晶體的晶胞如圖（c）所示。晶胞邊長為a nm、FeS2相對式量為M，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其晶體密度的計算表達式為g?cm-3發(fā)布：2025/1/5 8:0:1組卷：7引用：1難度：0.7 -
2．碳及其化合物有著重要用途?；卮鹣铝袉栴}：
（1）基態(tài)碳原子的價層電子排布圖為。
（2）在CH2=CHCN中，碳原子的雜化方式有、，所含σ鍵數(shù)目和π鍵數(shù)目之比為。
（3）甲烷、水、氨氣中C、O、N原子均采用sp3雜化方式，VSEPR模型均為正四面體構(gòu)型，比較三者鍵角的大小（由大到小，用H一R-H表示），其原因是。
（4）C60室溫下為紫紅色固體，不溶于水，能溶于四氯化碳等非極性溶劑。據(jù)此判斷C60的晶體類型是。
（5）C60晶胞結(jié)構(gòu)如圖，C60分子處于頂點和面心。已知：C60晶胞棱長為14.20? （1?=10-8cm），則C60的晶體密度為g/cm3。
C60體中存在正四面體空隙（例如1、3、6、7四點構(gòu)成）和正八面體空隙（例如3、6、7、8、9、12六點構(gòu)成），則平均每一個C60晶胞中有個正四面體空隙和4個正八面體空隙。當(dāng)堿金屬元素全部占滿所有空隙后，這類C60摻雜物才具有超導(dǎo)性。若用金屬銫（Cs）填滿所有空隙，距離最近的兩個Cs原子間的距離為?。發(fā)布：2025/1/5 8:0:1組卷：53引用：2難度：0.4 -
3．A、B、C、D、E、F是元素周期表中前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大，其相關(guān)信息如下：
①A的周期序數(shù)等于其主族序數(shù)；
②B、D原子的L層中都有兩個未成對電子；
③E元素原子最外層電子排布式為（n+1）Sn（n+1）Pn-1；
④F原子有四個能層，K、L、M全充滿，最外層只有一個電子．
試回答下列問題：
（1）基態(tài)E原子中，電子占據(jù)的最高能層符號為，F(xiàn)的價層電子排布式為．
（2）B、C、D的電負性由大到小的順序為（用元素符號填寫），C與A形成的分子CA3的VSEPR模型為．
（3）B和D分別與A形成的化合物的穩(wěn)定性：BA4小于A2D，原因是．
（4）以E、F的單質(zhì)為電極，組成如圖1所示的裝置，E極的電極反應(yīng)式為．
（5）向盛有F的硫酸鹽FSO4的試管里逐滴加入氨水，首先出現(xiàn)藍色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，藍色沉淀溶解，得到深藍色溶液，再向深藍色透明溶液中加入乙醇，析出深藍色晶體．藍色沉淀溶解的離子方程式為．
（6）F的晶胞結(jié)構(gòu)（面心立方）如圖2所示：已知兩個最近的F的距離為acm,F的密度為g/cm3（阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，F(xiàn)的相對原子質(zhì)量用M表示）發(fā)布：2025/1/18 8:0:1組卷：14引用：2難度：0.5