Question

【题目】[化学——选修3：物质结构与性质]碳是地球上组成生命的最基本的元素之一。根据要求回答下列问题：

(1)碳原子的价电子排布式______________，核外有_________种不同运动状态的电子。

(2)碳可以形成多种有机化合物，下图所示是一种嘌呤和一种吡啶的结构，两种分子中所有原子都在一个平面上。

①嘌呤中所有元素的电负性由大到小的顺序__________________。

②嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大，解释原因__________________。

③吡啶结构中N原子的杂化方式__________________。

④分子中的大π键可用符号π表示，m代表形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数。则吡啶结构中的大π键表示为__________。

(3)碳元素能形成CO、CO2、H2CO3等多种无机化合物。

①二氧化碳的晶体叫做干冰，每个二氧化碳分子周围通常有__________个紧邻的分子。

②在CO转化成CO2的反应过程中，下列说法正确的是__________。

A.分子中孤电子对数不变 B.分子的极性发生变化

C.原子间成键方式发生改变 D.分子晶体的熔沸点升高

③H2CO3与H3PO4均有1个非羟基氧，H3PO4为中强酸，H2CO3为弱酸的原因_________。

(4)2017年，中外科学家团队共同合成了碳的一种新型同素异形体：T-碳。T-碳的结构是将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代形成碳的一种新型三维立方晶体结构，如下图。已知T碳晶胞参数为a pm，阿伏伽德罗常数为NA，则T碳的密度的表达式为__________g/cm3。(写出表达式即可)

Answer 1

【答案】 2S22P2 6 N<C>H(或NCH) 孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力斥力大键角大 sp2 12 BCD 由溶液于水的氧化碳分子只有约及百分之一与水结合成碳酸与按二氧化碳全部转化为碳酸分子来估算酸的强度相比自然就小了近百倍了

【解析】(1)碳为6号元素，原子的价电子排布式为2S22P2，核外有6种不同运动状态的电子；(2) ①元素非金属性越强电负性越强，故嘌呤中所有元素的电负性由大到小的顺序为N<C>H；②孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力斥力大键角大，故嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大；③吡啶N和两个碳成键，有一个未成对电子和其它五个碳原子形成大π键，因此发生不等性的Sp2杂化；④分子中的大π键可用符号表示，m代表形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数。则吡啶结构中的大π键表示为；(3)①干冰是分子晶体，CO2分子位于立方体的顶点和面心上，以顶点上的CO2分子为例，与它距离最近的CO2分子分布在与该顶点相连的12个面的面心上；②在CO转化成CO2的反应过程中， A.分子中孤电子对数由2对变为4对，发生变化，选项A错误； B.分子的极性发生变化，由极性分子变为非极性分子，选项B正确；C.原子间成键方式发生改变，变为碳氧双键，选项C正确；D.分子晶体的熔沸点升高，选项D正确。答案选BCD；③H2CO3与H3PO4均有1个非羟基氧，H3PO4为中强酸，H2CO3为弱酸的原因为由溶液于水的氧化碳分子只有约及百分之一与水结合成碳酸与按二氧化碳全部转化为碳酸分子来估算酸的强度相比自然就小了近百倍了；(4) 根据原子均摊法可计算T碳晶胞中含有碳原子个数为， 。