Question

【題目】結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)對(duì)于學(xué)習(xí)物質(zhì)的性質(zhì)至關(guān)重要。

（1）如圖中每條折線表示周期表ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氫化物的沸點(diǎn)變化，每個(gè)小黑點(diǎn)代表一種氫化物，其中a點(diǎn)、b點(diǎn)分別代表的是 ___________、___________ （寫(xiě)化學(xué)式），a比b的沸點(diǎn)高的原因是__________________________________。

（2）在超高壓下，科學(xué)家用激光器將CO2加熱到1800K，成功制得了類(lèi)似石英的CO2原子晶體。由此推測(cè)該CO2晶體中O—C—O鍵角為__________，與石英相比該晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)________（“更高”或“更低”），理由是_________________________________。

（3）利用銅萃取劑M可通過(guò)如下反應(yīng)實(shí)現(xiàn)銅離子的富集:

①M(fèi)所含元素的電負(fù)性由大到小順序?yàn)?/span>____，其中氮原子以__軌道與氧原子形成σ鍵。

②M與W（右圖）相比，M的水溶性較小，更利于Cu2+的萃取。M水溶性較小的主要原因是___________________________________。

（4）常用表示分子中的大π鍵，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)，例如苯分子中的大π鍵可表示為。已知吡咯（下圖）中的各個(gè)原子均在同一平面內(nèi)且吡咯分子中也含有大π鍵，請(qǐng)問(wèn)：吡咯分子中的大π鍵應(yīng)表示為________，吡咯分子中N原子的雜化類(lèi)型為 ________，1mol吡咯分子中所含的σ鍵數(shù)目為________。

Answer 1

【答案】 H2O HF 水分子間形成的氫鍵數(shù)目較多 10928ˊ 更高 C原子半徑較小，C-O鍵鍵長(zhǎng)較短，鍵能較大 O>N>C>H sp2雜化 M能形成分子內(nèi)氫鍵，使溶解度減小 sp2 10NA

【解析】（1）a點(diǎn)、b點(diǎn)對(duì)應(yīng)是第二周期IVA~VIIA族元素的氫化物，第二周期IVA~VIIA族元素的氫化物依次為CH4、NH3、H2O、HF，NH3、H2O、HF分子間都存在氫鍵，氫鍵的強(qiáng)度：NH3分子間氫鍵H2O分子間氫鍵HF分子間氫鍵，水分子間形成的氫鍵的數(shù)目比HF分子間形成氫鍵數(shù)目多，沸點(diǎn)：CH4NH3HFH2O（H2O的沸點(diǎn)為100℃），a點(diǎn)代表H2O，b點(diǎn)代表HF。

（2）CO2原子晶體類(lèi)似石英，CO2晶體中O—C—O鍵角為10928ˊ。與石英相比，該晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)更高，因?yàn)?/span>：C原子半徑較小，C-O鍵鍵長(zhǎng)較短，鍵能較大。

（3）①M(fèi)中的元素有C、H、O、N，四種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>ONCH。M中N原子形成1個(gè)C=N鍵和1個(gè)N-O鍵，N原子上還有1對(duì)孤電子對(duì)，N原子為sp2雜化。

②W能與H2O分子間形成氫鍵，M形成分子內(nèi)氫鍵，使溶解度減小。

（4）吡咯分子中的各個(gè)原子均在同一平面內(nèi)，吡咯分子中C和N都采用sp2雜化，每個(gè)C原子未參與雜化的2p軌道上有1個(gè)電子，N原子的sp2雜化軌道形成1個(gè)N-H鍵和2個(gè)N-C鍵，N原子的未參與雜化的2p軌道上有2個(gè)電子，吡咯中形成大π鍵的原子為4個(gè)C原子和1個(gè)N原子，形成大π鍵的電子數(shù)為4+2=6個(gè)。1個(gè)吡咯分子中含10個(gè)σ鍵。

（1）a點(diǎn)、b點(diǎn)對(duì)應(yīng)是第二周期IVA~VIIA族元素的氫化物，第二周期IVA~VIIA族元素的氫化物依次為CH4、NH3、H2O、HF，NH3、H2O、HF分子間都存在氫鍵，氫鍵的強(qiáng)度：NH3分子間氫鍵H2O分子間氫鍵HF分子間氫鍵，水分子間形成的氫鍵的數(shù)目比HF分子間形成氫鍵數(shù)目多，沸點(diǎn)：CH4NH3HFH2O（H2O的沸點(diǎn)為100℃），a點(diǎn)代表H2O，b點(diǎn)代表HF。H2O比HF沸點(diǎn)高的原因是：水分子間形成的氫鍵的數(shù)目比HF分子間形成氫鍵數(shù)目多。

（2）CO2原晶體類(lèi)似石英，其中C原子與4個(gè)O原子形成4個(gè)C—O鍵，CO2晶體中O—C—O鍵角為10928ˊ。與石英相比，該晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)更高，因?yàn)?/span>：CO2原子晶體和石英都屬于原子晶體，C原子半徑較小，C-O鍵鍵長(zhǎng)較短，鍵能較大。

（3）①M(fèi)中的元素有C、H、O、N，非金屬性ONCH，四種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>ONCH。M中N原子形成1個(gè)C=N鍵和1個(gè)N-O鍵，N原子上還有1對(duì)孤電子對(duì)，N原子為sp2雜化，N原子以sp2雜化軌道與氧原子形成σ鍵。

② W能與H2O分子間形成氫鍵，M形成分子內(nèi)氫鍵，使溶解度減小，M的水溶性更小。

（4）吡咯分子中的各個(gè)原子均在同一平面內(nèi)，吡咯分子中C和N都采用sp2雜化，每個(gè)C原子未參與雜化的2p軌道上有1個(gè)電子，N原子的sp2雜化軌道形成1個(gè)N-H鍵和2個(gè)N-C鍵，N原子的未參與雜化的2p軌道上有2個(gè)電子，吡咯中形成大π鍵的原子為4個(gè)C原子和1個(gè)N原子，形成大π鍵的電子數(shù)為4+2=6個(gè)，吡咯中的大π鍵應(yīng)表示為，吡咯分子中N原子為sp2雜化。1個(gè)吡咯分子中含10個(gè)σ鍵（3個(gè)碳碳σ鍵、2個(gè)碳氮σ鍵、4個(gè)碳?xì)洇益I和1個(gè)氮?dú)洇益I），1mol吡咯分子中所含σ鍵為10NA。