Question

（1）科学家常用“等电子体“来预测不同物质的结构，例如CH₄与NH₄⁺有相同的电子及空间构形．分析C、N、O原子中电子数的关系，并模仿下表中1、2两列等电子体的规律，在3、4两列的空格处填入相应等电子体的化学式，并在表格的最后一列设计一对等电子的分子．

CH4	C2H6	CO32-		C2O42-
NH4+	N2H62+		NO2+	N2O4

（2）工业生产尾气中的H₂S要经过处理成硫单质后方能排放，以防止大气污染，富玛克斯法治理硫化氢的方法和步骤如下：
①用2%～3%的Na₂CO₃溶液做吸收剂生成2种酸式盐；
②再加入一种RNO（R表示芳香族有机物的基）与①生成的一种酸式盐的水溶液反应生成硫、碱和R-NHOH；
③第②步生成的碱在溶液中与另一种酸式盐反应生成正盐；
④R-NHOH与空气中的氧发生反应又得到RNO．
（3）写出上述4步反应的化学方程式：
①

 

 　　②

 

③

 

　　 ④

 

．

Answer 1

考点：“等电子原理”的应用,含硫物质的性质及综合应用

专题：化学键与晶体结构,氧族元素

分析：（1）等电子体是指具有原子总数相同、价电子总数相同的微粒，等电子体在性质上具有相似性．从题给表格看出等电子体也应从碳元素形成的分子与氮元素形成的分子中找出，即都是含有碳原子或者氮原子的微粒；
（2）根据反应物、生成物和反应条件及质量守恒定律的两个原则，写出正确的化学方程式．

解答： 解：（1）从题给表格看出等电子体也应从碳元素形成的分子与氮元素形成的分子中找出，N₂H₆²⁺有8个原子、价电子数=7×2+1×6-2=18，根据C比N少一个价电子，并且要满足原子总数相同，所求的微粒含有2个碳原子，少2个价电子，则不应再带电荷，应为一个中性分子，只有C₂H₆符合；
CO₃^2-有4个原子，价电子数=6+8×3+2=32，碳原子比氮原子少1个价电子，所求的微粒只要含有氮原子，再少带一个负电荷即可，此微粒应为NO₃^-，即CO₃^2-的等电子体为NO₃^-；
CO₂有3个原子，价电子数=6+8×2=22，碳原子比氮原子少1个价电子，所求的微粒只要含有氮原子，再多带一个负电荷即可，即此微粒应为NO₂^-，可以知CO₂的等电子体为NO₂^-；
C₂O₄^2-有6个原子，价电子数=6×2+8×4+2=46，碳原子比氮原子少1个价电子，所求的微粒只要含有氮原子，再少带2个负电荷即可，即此微粒应为N₂O₄，即C₂O₄^2-的等电子体为N₂O₄；
N₂有2个原子，价电子数=6+8=14，根据C比N少一个价电子，并且要满足原子总数相同，所求的微粒含有2个碳原子，少2个价电子，则不应再带电荷，应为一个中性分子，只有CO符合，即N₂的等电子体为CO．
故答案为：

CH4	C2H6	CO32-	CO2	C2O42-	CO
NH4+	N2H62+	NO3-	NO2+	N2O4	N2

（2）①根据信息 Na₂CO₃和H₂S反应两种酸式盐，其中一种是NaHS，则另一种为NaHCO₃，化学方程式为
H₂S+Na₂CO₃=NaHCO₃+NaHS；
②由信息可知该反应的反应物为NaHS和RNO和H₂O，生成物为S和NaOH和RNHOH，化学方程式为
NaHS+RNO+H₂O=S↓+NaOH+RNHOH；
③第三步反应的反应物为NaOH和NaHCO₃；生成物为Na₂CO₃和H₂O化学方程式为NaOH+Na HCO₃=Na₂CO₃+H₂O；
④RNHOH与空气中的氧发生反应又得到RNO，反应物为RNHOH和O₂，生成物为RNO和H₂O，化学方程式为
2RNHOH+O₂=2RNO+2H₂O
故答案为：①H₂S+Na₂CO₃=NaHCO₃+NaHS；
②NaHS+RNO+H₂O=S↓+NaOH+RNHOH；
③NaOH+NaHCO₃=Na₂CO₃+H₂O；
④2RNHOH+O₂=2RNO+2H₂O；

点评：本题考查了等电子体的应用，难度较大，根据等电子体的概念，由已知微粒的知识转化到未知微粒是一种解题能力，同学们要注意学习并运用这种转化思想．根据信息写化学方程式的难点是分析信息得出反应物、生成物和反应条件．