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    17．2013年诺贝尔化学奖授予三位美国科学家，以表彰他们在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献．这种模型可以用量子化学计算小区间内（如生物固氮酶转化）的化学反应．
    （1）固氮酶有由铁蛋白和钼铁蛋白两种，它们不仅能够催化N2还原成NH3，还能将环境底物乙炔（HC=CH）催化还原成乙烯．
    ①乙炔是非极性（填“非极性”或“极性”）分子．
    ②碳负离子CH3-的空间构型为三角锥形．
    ③根据等电子原理，NO+的电子式为．
    （2）钒可合成电池电极也可人工合成的二价钒（V）固氨酶（结构如图1）
    ①V2+基态时核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3．
    ②钒固氨酶中钒的配位原子有N、S（写元素符号）．
    （3）烟酰胺（结构式如图②）可用于合成光合辅酶NADPH，烟酰胺分子中氨原子的杂化轨道类型有sp2、sp3，lmol该分子中含σ键数目为15NA．
    （4）金属钨单质是一种体心立方结构，若实验测得晶胞的边长为a nm，则列式表示金属钨的密度为$\frac{2×183.9}{（a×1{0}^{-7}）^{3}×{N}_{A}}$g•cm-3（不必计算出结果，阿伏伽德罗常数为NA）．（钨的相对原子质量是183.9）
    （5）12g石墨烯（结构如图③）中含有的正六边形数目约为0.5NA；请你预测硅是否容易形成类似石墨烯的结构，并说明理由：不容易，Si原子半径较大，3p轨道不易重叠形成π键．

    分析 （1）①乙炔是为直线型对称结构，分子中正负电荷重心重合；
    ②计算CH3-离子中C原子价层电子对数、孤电子对数，进而确定其空间构型；
    ③等电子体结构相似，NO+与氮气互为等电子体，NO+中N原子与O原子之间形成3对共用电子对；
    （2）①V元素原子核外电子数为23，失去最最高能层中最高能级电子形成V2+；
    ②由图可知，钒固氨酶中钒的配位原子有S与N；
    （3）由烟酰胺结构式可知，分子中氨基中N原子成3个σ键、含有1对孤电子对，而环中N原子成2个σ键、含有1对孤电子对，据此确定N原子杂化方式；单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，注意利用H原子饱和C的四价结构；
    （4）金属钨单质是一种体心立方结构，利用均摊法计算晶胞之间W原子数目，进而计算晶胞质量，计算晶胞体积，根据密度=质量÷体积计算钨的密度；
    （5）由石墨烯的结构图可知，每个碳原子为3个正六边形共有，则一个正六边形含有6×$\frac{1}{3}$=2，计算12石墨烯中碳原子数目，进而计算含有的正六边形数目；Si原子半径比碳原子半径大，3p轨道不易重叠形成π键．

    解答 解：（1）①乙炔是为直线型对称结构，分子中正负电荷重心重合，属于非极性分子，
    故答案为：非极性；
    ②CH3-离子中C原子价层电子对数为3+$\frac{4+1-1×3}{2}$=4、含有1对孤电子对数，其空间构型为三角锥形，
    故答案为：三角锥形；
    ③NO+与氮气互为等电子体，NO+中N原子与O原子之间形成3对共用电子对，其电子式为，
    故答案为：；
    （2）①V元素原子核外电子数为23，失去最最高能层中最高能级电子形成V2+，V2+基态时核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d3，
    故答案为：1s22s22p63s23p63d3；
    ②由图可知，钒固氨酶中钒的配位原子有S与N，故答案为：N、S；
    （3）由烟酰胺结构式可知，分子中氨基中N原子成3个σ键、含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，而环中N原子成2个σ键、含有1对孤电子对，杂化轨道数目为3，采取sp2杂化；
    分子中含有4个C-H键、2个N-H键、3个C-C键、，2个C-N键、4个双键，单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，故分子中含有σ键为15，故lmol该分子中含σ键数目为15NA，
    故答案为：sp2、sp3；15NA；
    （4）金属钨单质是一种体心立方结构，晶胞之间W原子数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2，晶胞质量为2×$\frac{183.9}{{N}_{A}}$g，胞体积为（a×10-7cm）3，则钨的密度为2×$\frac{183.9}{{N}_{A}}$g÷（a×10-7cm）3=$\frac{2×183.9}{（a×1{0}^{-7}）^{3}×{N}_{A}}$g/cm3，
    故答案为：$\frac{2×183.9}{（a×1{0}^{-7}）^{3}×{N}_{A}}$g/cm3；
    （5）12g石墨烯中碳原子的物质的量为$\frac{12g}{12g/mol}$=1mol，由石墨烯的结构图可知，每个碳原子为3个正六边形共有，则一个正六边形含有6×$\frac{1}{3}$=2，则含有的正六边形数目为1mol×$\frac{1}{2}$×NAmol-1=0.5NA；Si原子半径比碳原子半径大，3p轨道不易重叠形成π键，硅不容易形成类似石墨烯的结构，
    故答案为：0.5NA；不容易，Si原子半径较大，3p轨道不易重叠形成π键．

    点评 本题是对物质结构的考查，涉及分子结构与性质、等电子体、核外电子排布、配合物、化学键、杂化轨道、晶胞计算等，需要学生具备知识的基础与迁移运用能力，难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．工业上制取硝酸铵的流程图如下，请回答下列问题．
    （1）合成氨的工业设备名称是合成塔，设备中设置热交换器的目的是利用余热，节约能源；此生产过程中，N2与H2合成NH3所用的催化剂是铁砂网；生产中原料气必须进行脱硫，目的是防止催化剂中毒．
    （2）1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨，2007年化学家格哈德•埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：

    ●-●、○-○、分别表示N2、H2、NH3．图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是N2、H2被吸附在催化剂表面、在催化剂表面N2、H2中的化学键断裂．
    （3）吸收塔中反应为4NO+3O2+2H2O=4HNO3；从生产流程看，吸收塔中需要补充空气，其原因是使NO循环利用，全部转化为硝酸．
    （4）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，可用如下三种方法处理：
    方法一：碱液吸收法：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2；
    方法二：NH3还原法：8NH3+6NO2    7N2+12H2O（NO也有类似的反应）
    方法三：甲烷吸收法：CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+N2（g）+2H2O（g）△H=+867kJ•mol-1（NO也有类似的反应）．
    上述三种方法中方法一最大的缺点是单独的NO不能被吸收；方法三和方法二相比，优点是甲烷比氨价格便宜，缺点是耗能高．
    （5）某化肥厂用NH3制备NH4NO3．已知：由NH3制NO的产率是94%、NO制HNO3的产率是89%，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量（不考虑其它损耗）的54.4%．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    8．将一定量的NaOH和NaHCO3的混合物放在密闭的容器中加热，充分反应后生成CO2的体积为2.24L．将反应后的固体残渣与过量的稀盐酸反应，又生成3.36L的CO2．（以上或以下气体体积均为标准状况时的体积），下列判断正确的是（　　）
    A．原固体混合物中NaHCO3的物质的量为0.2mol
    B．固体残渣的成分为NaOH和Na2CO3的混合物
    C．原固体混合物中NaOH和NaHCO3的物质的量之比为2﹕5
    D．原固体混合物中加入过量盐酸会放出5.6L气体

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    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

    5．某元素R原子最外层电子数为电子总数的$\frac{1}{3}$，该元素的氧化物可能是（　　）
    A．R2OB．R2O2C．RO2D．R2O5

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    12．A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素，A的最外层电子数是次外层电子数的2倍，B是地壳中含量最多的元素，C是短周期中金属性最强的元素，D是同周期中阳离子半径最小的元素，E的最外层电子数与内层电子数之比为3：5，请用相关的化学用语回答下列问题：
    （1）F在周期表中位于第三周期ⅦA族．
    （2）B、C按原子数之比1：1形成的化合物属于离子化合物（填“离子”或“共价”），该化合物的电子式．
    （3）AB2分子的电子式，空间构型直线型，属于非极性分子（填“极性”或“非极性”）
    （4）B所在族的元素形成的气态氢化物中，沸点最低的物质是H2S（填化学式）．
    （5）写出D的单质与C的最高价氧化物对应水化物的溶液反应的离子方程式：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑．
    （6）C、D、E、F形成的简单离子半径由大到小的顺序为S2-＞Cl-＞Na+＞Al3+（用离子符号表示）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    2．某酯（H）是一种合成多环化合物的中间体，可由下列路线合成（部分反应条件略去）：

    （1）A→B的反应类型是加成反应，B→C为加成反应，则化合物M的结构简式是CH3OH；
    （2）H中除了羰基（）外，含有的官能团名称是碳碳双键、酯基；
    （3）实验室制A的化学方程式为CaC2+2H2O═Ca（OH）2+C2H2↑；
    （4）E→F的化学方程式是CH3C≡CCOOH+HOCH2CH3$→_{△}^{浓硫酸}$CH3C≡CCOOCH2CH3+H2O；
    （5）下列说法正确的是bd
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    b．A能和HCl反应得到聚氯乙烯的单体
    c.1mol G完全燃烧生成7mol H2O　　    
    d．H能发生加成、取代反应
    （6）TMOB是H的同分异构体，具有下列结构特征：①核磁共振氢谱表明，分子中除苯环外，其它氢原子化学环境相同；②存在甲氧基（CH3O-）．TMOB的结构简式是．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    9．A、B、C分别是由H、C、O、N、Na、Cu六种元素中的两种或多种元素组成的化合物．现对A、B、C三种化合物分别做以下实验：
    A是一种蓝色固体，B是无色晶体，其式量为68，C是白色固体，分别取A、B、C三种物质少量于三支试管中，加适量水溶解，发现A不溶于水，B、C都能溶于水，并且用pH试纸测定，B与C的水溶液都显碱性．
    （1）取A物质少量于一支试管中，后加适量稀盐酸溶解，并用酒精灯微热，发现固体溶解时，伴有气泡产生．将56.8gA隔绝空气加热分解生成40g黑色固体X、无色酸性气体Y（标准状况下，密度为1.96g/L）和水，生成的Y折合成标准状况下的体积为6.72L，则A的化学式为Cu5（OH）4（CO3）3或Cu5C3H4O13．
    （2）取B的水溶液2ml与新制Cu（OH）2混合加热，发现能出现砖红色沉淀，则物质B为HCOONa．
    （3）取16.8gC固体加强热，将生成的气体依次通过经称量过的装CaCl2固体的干燥管和装足量Ba（OH）2水溶液的洗气瓶，后经再次称量发现干燥管增重1.8g，洗气瓶增重4.4g．写出C物质加入水后的溶液显碱性的原因NaHCO3溶液中存在平衡：HCO3-?H++CO32-、HCO3-+H2O?H2CO3+OH-，HCO3-水解程度大于电离程度，溶液显示碱性．（用离子方程式和必要文字解释）

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    6．下列实验能证明某溶液中含铵根离子的是（　　）
    A．向溶液中加入石蕊试液后，呈蓝色
    B．向溶液中加入酚酞试液后，呈红色
    C．将溶液在试管中加热至沸腾，试管口放置的红色石蕊试纸变蓝色
    D．将溶液中加入过量烧碱溶液加热至沸腾，试管口放置的红色石蕊试纸变蓝色

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    7．一辆运送化学物品的槽罐车侧翻，罐内15t苯泄入路边的水渠，下列叙述有科学性错误的是（　　）
    A．如果大量苯溶入水中渗入土壤，会对周边农田、水源造成严重污染
    B．可以采取抽吸水渠中上层液体的办法，达到部分清除泄漏物的目的
    C．由于苯是一种易挥发、易燃的物质，周围地区如果有一个火星就可能引起爆炸
    D．事故发生地周围比较空旷，有人提议用点火焚烧的办法来清除泄漏物，会产生大量浓烟，所以该方法未被采纳

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