Question

【題目】Fe、C、N、O元素是與生命活動密不可分的元素，請回答下列問題：

(1)“笑氣”(N2O)是人類最早應用于醫療的麻醉劑之一。已知N2O分子中氧原子只與一個氮原子相連，則N2O的分子空間構型是________。

(2)另一種常用麻醉劑氯仿常因保存不慎而被氧化，產生劇毒物光氣(COCl2)：2CHCl3＋O2=2HCl＋2COCl2，光氣(COCl2)分子的空間構型是________。

(3)維生素C是一種水溶性維生素，水果和蔬菜中含量豐富，該物質結構簡式如圖所示。以下關于維生素C的說法正確的是________(填字母序號)。

a．分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵

b．1 mol分子中含有4 mol π鍵

c．該物質的熔點可能高于NaCl

d．分子中所含元素電負性由大到小的順序為O＞C＞H

e．維生素C晶體溶于水的過程中要克服的微粒間作用力只有范德華力

(4)已知尿素的結構簡式為H2NCONH2，尿素可用于制有機鐵肥，主要代表物有三硝酸六尿素合鐵(Ⅲ)，化學式為[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3。

①基態Fe3＋的核外電子排布式為____________。

C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序是________。

②尿素分子中C原子和N原子的雜化方式分別是__________。

③[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中H2NCONH2與Fe(＋3價)之間的作用力稱為__________，與互為等電子體的一種化合物分子是____________(寫化學式)。

(5)維生素B1可作為輔酶參與糖的代謝，并有保護神經系統的作用。該物質的結構簡式為

①以下關于維生素B1的說法正確的是________(填字母序號，下同)。

A．只含σ鍵和π鍵 B．既有共價鍵又有離子鍵

C．該物質的熔點可能高于NaCl D．該物質易溶于鹽酸

②維生素B1晶體溶于水的過程中要克服的微粒間作用力有________。

A．離子鍵、共價鍵 B．離子鍵、氫鍵、共價鍵

C．氫鍵、范德華力 D．離子鍵、氫鍵、范德華力

Answer 1

【答案】直線形 平面三角形 ad 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 N>O>C sp2、sp3 配位鍵 SO3或BF3 BD D

【解析】

等電子體是原子總數和價電子總數相等，互為等電子體的物質結構相似，等電子體一般采用原子替換法尋找；利用價層電子對互斥理論和雜化軌道理論確定物質的空間構型和雜化類型；雙鍵中1個σ鍵和1個π鍵。

(1)N2O與CO2互為等電子體，故N2O空間構型與CO2相似，為直線形。

(2)COCl2碳原子孤電子對數為=0，價層電子對數為3+0＝3，COCl2為平面三角形分子。

(3) 維生素C中含有兩個雙鍵，則1 mol維生素C中含有2 mol π鍵；維生素C分子間能形成氫鍵，分子間通過氫鍵和范德華力結合；NaCl通過離子鍵結合，離子鍵作用力強，故維生素C熔點低于NaCl；維生素C溶于水破壞范德華力和氫鍵；故b、c、e不正確，答案選ad。

(4)①Fe的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，失去3個電子得Fe3＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5；同周期從左到右第一電離能呈增大的趨勢，但氮原子p能級半充滿，較穩定，所以C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序是N＞O＞C；

②C原子形成3個σ鍵，所以C原子采取sp2雜化，N原子形成3個σ鍵，還有1對孤對電子，其成鍵電子對數為4，所以N原子采取sp3雜化；

③Fe3＋與N原子間以配位鍵結合，用S替換中的N原子，得到等電子體SO3；用F替換O，用B替換N，得等電子體BF3。

(5)①A．雙鍵含1個σ鍵和1個π鍵，其中還有Cl－與N＋的離子鍵，A錯誤；

B．維生素B1結構中既有共價鍵又有離子鍵，B正確；

C．與氯化鈉晶體相比，維生素B1中的陽離子比Na＋半徑大，離子鍵弱，熔點低，C錯誤；

D．維生素B1中的—NH2是堿性基團，能與鹽酸反應，D正確。

答案選BD。

②維生素B1中含有離子鍵，水中含有氫鍵和分子間作用力，維生素B1溶于水時需要克服維生素B1中的離子鍵、水中的氫鍵和范德華力，答案選D。