Question

【題目】[化學——選修3：物質結構與性質]碳是地球上組成生命的最基本的元素之一。根據要求回答下列問題：

(1)碳原子的價電子排布式______________，核外有_________種不同運動狀態的電子。

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

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

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

③吡啶結構中N原子的雜化方式__________________。

④分子中的大π鍵可用符號π表示，m代表形成大π鍵的原子數，n代表參與形成大π鍵的電子數。則吡啶結構中的大π鍵表示為__________。

(3)碳元素能形成CO、CO2、H2CO3等多種無機化合物。

①二氧化碳的晶體叫做干冰，每個二氧化碳分子周圍通常有__________個緊鄰的分子。

②在CO轉化成CO2的反應過程中，下列說法正確的是__________。

A.分子中孤電子對數不變 B.分子的極性發生變化

C.原子間成鍵方式發生改變 D.分子晶體的熔沸點升高

③H2CO3與H3PO4均有1個非羥基氧，H3PO4為中強酸，H2CO3為弱酸的原因_________。

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

Answer 1

【答案】 2S22P2 6 N<C>H(或NCH) 孤電子對與鍵合電子對之間的斥力大于鍵合電子對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合成碳酸與按二氧化碳全部轉化為碳酸分子來估算酸的強度相比自然就小了近百倍了

【解析】(1)碳為6號元素，原子的價電子排布式為2S22P2，核外有6種不同運動狀態的電子；(2) ①元素非金屬性越強電負性越強，故嘌呤中所有元素的電負性由大到小的順序為N<C>H；②孤電子對與鍵合電子對之間的斥力大于鍵合電子對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和兩個碳成鍵，有一個未成對電子和其它五個碳原子形成大π鍵，因此發生不等性的Sp2雜化；④分子中的大π鍵可用符號表示，m代表形成大π鍵的原子數，n代表參與形成大π鍵的電子數。則吡啶結構中的大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和面心上，以頂點上的CO2分子為例，與它距離最近的CO2分子分布在與該頂點相連的12個面的面心上；②在CO轉化成CO2的反應過程中， A.分子中孤電子對數由2對變為4對，發生變化，選項A錯誤； B.分子的極性發生變化，由極性分子變為非極性分子，選項B正確；C.原子間成鍵方式發生改變，變為碳氧雙鍵，選項C正確；D.分子晶體的熔沸點升高，選項D正確。答案選BCD；③H2CO3與H3PO4均有1個非羥基氧，H3PO4為中強酸，H2CO3為弱酸的原因為由溶液于水的氧化碳分子只有約及百分之一與水結合成碳酸與按二氧化碳全部轉化為碳酸分子來估算酸的強度相比自然就小了近百倍了；(4) 根據原子均攤法可計算T碳晶胞中含有碳原子個數為， 。