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高中 | 杂化轨道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
杂化轨道理论
我国学者把游离态氮固定在碳上$\rm ($示踪反应如下$\rm )$,制得的$\rm [N=C=N]^{2-}$离子可用于合成核酸的结构单元。阿伏加德罗常数的值为$N_{\rm A}$,下列说法正确的是$(\qquad)$
$\rm ^{15}N_{2}+C($石墨$\rm )+2LiH\begin{array}{c} \underline{\underline{{\ \ 20\rm atm},\text{550}^\circ\rm C,{5h\ \ }}} \\{} \end{array}\rm Li_{2}[^{15}NC^{15}N]+H_{2}$
$\\rm 22.4\\;\\rm L^{15}N_{2}$含有的中子数为$16N_{\\rm A}$
","$\\rm 12\\;\\rm g\\;\\rm C($石墨$\\rm )$中$\\rm sp^{2}$杂化轨道含有的电子数为$6N_{\\rm A}$
","$\\rm 1\\;\\rm mol[N=C=N]^{2-}$中含有的$\\rm \\pi$键数为$4N_{\\rm A}$
","生成$\\rm 1\\;\\rm mol$ $\\rm H_{2}$时,总反应转移的电子数为$6N_{\\rm A}$
"]$\rm A$.$\rm 22.4\;\rm L^{15}N_{2}$的温度压强不知,不能计算物质的量,故$\rm A$错误;
$\rm B$.$\rm 12\;\rm g\;\rm C$(石墨)物质的量$n= \dfrac{12\;\rm g}{12\;\rm g/mol} =\rm 1\;\rm mol$,$\rm C$原子的杂化轨道上$\rm 3$个电子,有一个电子未参与杂化,$\rm sp^{2}$杂化轨道含有的电子数为$\rm 3N_{A}$,故$\rm B$错误;
$\rm C$.双键中一个$\rm \sigma$键,一个$\rm \pi$键,则$\rm 1\;\rm mol[N=C=N]^{2-}$中含有的$\rm \pi$键数为$\rm 2N_{A}$,故$\rm C$错误;
$\rm D$.该反应中氮元素化合价$\rm 0$价降低到$\rm -3$价,碳元素化合价$\rm 0$价升高到$\rm +4$价,氢元素化合价$\rm -1$价升高到$\rm 0$价,电子转移总数$\rm 6e^{-}$,生成$\rm 1\;\rm mol$ $\rm H_{2}$时,总反应转移的电子数为$\rm 6N_{A}$,故$\rm D$正确;
故选:$\rm D$。
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