Question

【題目】[化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]碳是地球上組成生命的最基本的元素之一。根據(jù)要求回答下列問題：

(1)碳原子的價(jià)電子排布式______________，核外有_________種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。

(2)碳可以形成多種有機(jī)化合物，下圖所示是一種嘌呤和一種吡啶的結(jié)構(gòu)，兩種分子中所有原子都在一個(gè)平面上。

①嘌呤中所有元素的電負(fù)性由大到小的順序__________________。

②嘌呤中軌道之間的夾角∠1比∠2大，解釋原因__________________。

③吡啶結(jié)構(gòu)中N原子的雜化方式__________________。

④分子中的大π鍵可用符號(hào)π表示，m代表形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)。則吡啶結(jié)構(gòu)中的大π鍵表示為__________。

(3)碳元素能形成CO、CO2、H2CO3等多種無機(jī)化合物。

①二氧化碳的晶體叫做干冰，每個(gè)二氧化碳分子周圍通常有__________個(gè)緊鄰的分子。

②在CO轉(zhuǎn)化成CO2的反應(yīng)過程中，下列說法正確的是__________。

A.分子中孤電子對(duì)數(shù)不變 B.分子的極性發(fā)生變化

C.原子間成鍵方式發(fā)生改變 D.分子晶體的熔沸點(diǎn)升高

③H2CO3與H3PO4均有1個(gè)非羥基氧，H3PO4為中強(qiáng)酸，H2CO3為弱酸的原因_________。

(4)2017年，中外科學(xué)家團(tuán)隊(duì)共同合成了碳的一種新型同素異形體：T-碳。T-碳的結(jié)構(gòu)是將立方金剛石中的每個(gè)碳原子用一個(gè)由4個(gè)碳原子組成的正四面體結(jié)構(gòu)單元取代形成碳的一種新型三維立方晶體結(jié)構(gòu)，如下圖。已知T碳晶胞參數(shù)為a pm，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則T碳的密度的表達(dá)式為__________g/cm3。(寫出表達(dá)式即可)

Answer 1

【答案】 2S22P2 6 N<C>H(或NCH) 孤電子對(duì)與鍵合電子對(duì)之間的斥力大于鍵合電子對(duì)之間的斥力斥力大鍵角大 sp2 12 BCD 由溶液于水的氧化碳分子只有約及百分之一與水結(jié)合成碳酸與按二氧化碳全部轉(zhuǎn)化為碳酸分子來估算酸的強(qiáng)度相比自然就小了近百倍了

【解析】(1)碳為6號(hào)元素，原子的價(jià)電子排布式為2S22P2，核外有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子；(2) ①元素非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越強(qiáng)，故嘌呤中所有元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镹<C>H；②孤電子對(duì)與鍵合電子對(duì)之間的斥力大于鍵合電子對(duì)之間的斥力斥力大鍵角大，故嘌呤中軌道之間的夾角∠1比∠2大；③吡啶N和兩個(gè)碳成鍵，有一個(gè)未成對(duì)電子和其它五個(gè)碳原子形成大π鍵，因此發(fā)生不等性的Sp2雜化；④分子中的大π鍵可用符號(hào)表示，m代表形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)。則吡啶結(jié)構(gòu)中的大π鍵表示為；(3)①干冰是分子晶體，CO2分子位于立方體的頂點(diǎn)和面心上，以頂點(diǎn)上的CO2分子為例，與它距離最近的CO2分子分布在與該頂點(diǎn)相連的12個(gè)面的面心上；②在CO轉(zhuǎn)化成CO2的反應(yīng)過程中， A.分子中孤電子對(duì)數(shù)由2對(duì)變?yōu)?對(duì)，發(fā)生變化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； B.分子的極性發(fā)生變化，由極性分子變?yōu)榉菢O性分子，選項(xiàng)B正確；C.原子間成鍵方式發(fā)生改變，變?yōu)樘佳蹼p鍵，選項(xiàng)C正確；D.分子晶體的熔沸點(diǎn)升高，選項(xiàng)D正確。答案選BCD；③H2CO3與H3PO4均有1個(gè)非羥基氧，H3PO4為中強(qiáng)酸，H2CO3為弱酸的原因?yàn)橛扇芤河谒�的氧化碳分子只有約及百分之一與水結(jié)合成碳酸與按二氧化碳全部轉(zhuǎn)化為碳酸分子來估算酸的強(qiáng)度相比自然就小了近百倍了；(4) 根據(jù)原子均攤法可計(jì)算T碳晶胞中含有碳原子個(gè)數(shù)為， 。