據(jù)《科技日報(bào)》報(bào)道,我國科學(xué)家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,在室溫條件下以 H2O2 為氧化劑直接將CH4氧化成 C 的含氧化合物。請回答下列問題:
(1)在 Mn、Fe、Co、Ni、Cu 中,某基態(tài)原子核外電子排布遵循“洪特規(guī)則特例”(指能量相同的原子軌道在全滿、半滿、全空狀態(tài)時(shí),體系的能量最低),該原子的外圍電子排布式為
3d104s1
3d104s1
。
(2)在 3d 過渡金屬中,基態(tài)原子未成對電子數(shù)最多的元素是Cr
Cr
(填元素符號)。
(3)銅的焰色反應(yīng)呈綠色,在現(xiàn)代化學(xué)中,常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素稱為光譜分析
光譜分析
。
(4)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”)。
(5)常溫下,H2O2 氧化 CH4 生成 CH3OH、HCHO、HCOOH 等。
①它們的沸點(diǎn)分別為 64.7℃、-19.5℃、100.8℃,其主要原因是HCOOH、CH3OH分子間存在氫鍵,且HCOOH中氫鍵更強(qiáng),HCHO分子間只存在范德華力,氫鍵比范德華力更強(qiáng)
HCOOH、CH3OH分子間存在氫鍵,且HCOOH中氫鍵更強(qiáng),HCHO分子間只存在范德華力,氫鍵比范德華力更強(qiáng)
;
②CH4 和 HCHO 比較,鍵角較大的是HCHO
HCHO
,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
。