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+、、等微粒的形式。請畫出的結構式：______。

Answer 1

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

【解析】

判斷有機物中C原子的雜化方式可以根據有機物中C的成鍵方式進行判斷；計算鍵數目時，要注意一個雙鍵中含有一個鍵；比較由分子構成的物質的沸點大小時，可以從摩爾質量，氫鍵以及結構中支鏈個數這幾個角度入手分析；書寫的結構時，要清楚其是由水合氫離子與水分子通過氫鍵形成的。

(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，s能級只有1個軌道，p能級有3個軌道，基態原子電子排布滿足洪特規則，因此基態碳原子的2p能級有兩個軌道被占據，基態碳原子核外電子總計占有4個軌道；

(2)①PAN分子中，C原子形成了單鍵和雙鍵，形成4條單鍵的碳原子，其鍵角約為109°28′，形成一個雙鍵的碳原子，其鍵角約為120°，因此碳原子的雜化類型有sp3、sp2；一個雙鍵含有一個σ鍵，由PAN結構可知，一個PAN分子中含有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)是由水分子和水合氫離子通過氫鍵形成的微粒，則的結構式為：。