Question

【題目】氫原子是最輕的原子，人們曾預言它可能是所有元素之母。碳是地球上組成生命的最基本的 元素之一。按要求回答：

（1）宇宙中含量最多的元素是氫和______。基態碳原子的核外電子占有______個原子軌道。

（2）光化學煙霧中除了含有 NOx 外，還含有 HCOOH、（PAN）等二次污染物。

①PAN 中 C 的雜化方式有______。1mol PAN 中含有的σ鍵數目為______。組成PAN 的元素的電負性大小順序為______。

②相同壓強下，HCOOH 的沸點比 CH3OCH3______（填“高”或“低”），

（3）水溶液中有 H3O+、H5O2+ 、H9O4 + 等微粒的形式。請畫出 H5O2 的結構式：______。

（4）硅和碳在同一主族。下圖為 SiO2 晶胞中 Si 原子沿 z 軸方向在 xy 平面的投影圖（即俯視圖），其 中 O原子略去，Si 原子旁標注的數字表示每個 Si 原子位于 z 軸的高度，則 SiA 與 SiB 之間的距離是______nm。

（d 的單位為 nm）

Answer 1

【答案】氦 4 sp2 sp3 10NA（或6.02×1024） O>N>C>H 高

【解析】

(1)宇宙中氫元素占88.6%、氦占11.1%，宇宙中含量最多的元素是氫和氦；C的電子排布為1s22s22p2，1s和2s軌道上有2個電子，p能級有3個軌道，每個電子優先占據1個軌道，則基態碳原子核外電子占有4個軌道；

(2)①甲基的VSEPR模型為四面體構型，-COO-上C的VSEPR模型為平面三角形結構，則C原子的雜化類型分別為sp2、sp3；一個雙鍵含有一個σ鍵，由PAN結構可知，一個中含有10個σ鍵，所以1molPAN中含有的σ鍵數目為10NA；PAN分子中含有C、H、N、O元素，元素的非金屬性越強，其電負性越大，則電負性：O＞N＞C＞H；
②由于HCOOH存在分子間氫鍵，CH3OCH3只存在分子間作用力，所以HCOOH的沸點比CH3OCH3高；
(3)H5O2+是由水分子和H3O+通過氫鍵形成的微粒，則H5O2+的結構式為；
(4)根據圖可知其三維模型為(圖中黑球和白球均為硅原子，氧原子位于兩個硅原子之間，省略)，圖中ABCD四個Si原子形成正四面體結構，且AB距離等于AC距離，AC距離在底面投影為底面面對角線的一半，則SiA與SiB的距離=nm。