Question

11．碳族元素及其化合物廣泛存在于自然界中．回答下列問題：
（1）CH₄是常見的溫室氣體，下列說(shuō)法中正確的是a．（填字母序號(hào)）
a．可燃冰是天然氣的水合物晶體，晶體內(nèi)部存在的作用力有共價(jià)鍵、氫鍵和范德華力
b．構(gòu)成可燃冰的兩種分子化學(xué)鍵極性與分子極性均相同
c．CH₄分子中C-H鍵是s-p σ鍵
d．因?yàn)樘細(xì)滏I鍵能小于氫氧鍵鍵能，所以CH₄熔點(diǎn)低于H₂O
（2）CS₂分子中的共價(jià)鍵，按電子云重疊方式的成鍵有σ鍵和π鍵兩種，碳原子的雜化軌道類型是sp，寫出一個(gè)與CS₂互為等電子體分子的結(jié)構(gòu)式O=C=O．
（3）多硅氫化物的熱穩(wěn)定性小于同碳原子數(shù)烴的主要原因是：Si-Si鍵與C-C鍵、Si-H鍵與C-H相比，前者鍵長(zhǎng)均更長(zhǎng)，鍵能均更小，因此分子熱穩(wěn)定性差．
（4）CO能與金屬Fe形成Fe（CO）_n，中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18，n=5．

Answer 1

分析 （1）a．可燃冰中水分子間存在氫鍵；
b．水為極性分子，甲烷為非極性分子；
c．C原子的雜化軌道和氫原子的1s軌道重疊，形成C-Hσ鍵；
d．熔點(diǎn)與分子間作用力有關(guān)，與共價(jià)鍵無(wú)關(guān)；
（2）共價(jià)雙鍵中含有一個(gè)σ鍵一個(gè)π鍵；根據(jù)C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷；原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)均相同的微�；�為等電子體；
（3）原子半徑越大，共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，共價(jià)鍵鍵能越小，分子越不穩(wěn)定；
（4）Fe是26元素，其價(jià)電子數(shù)是8，每個(gè)配體CO分子提供電子數(shù)為2．

解答 解：（1）a．可燃冰是甲烷分子與水分子形成的晶體，其中水分子間存在氫鍵，水和甲烷中均含有共價(jià)鍵，甲烷分子間存在范德華力，故a正確；
b．水分子中存在極性共價(jià)鍵，分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱屬于極性分子，甲烷分子中存在極性共價(jià)鍵，分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱屬于非極性分子，故b錯(cuò)誤；
c．C原子中能量相近的2s軌道和3個(gè)2p軌道雜化形成sp³雜化軌道，與氫原子結(jié)合時(shí)，四個(gè)雜化軌道分別和四個(gè)氫原子的1s軌道重疊，形成4個(gè)C-Hσ鍵，故c錯(cuò)誤；
d．熔點(diǎn)與分子間作用力有關(guān)，與共價(jià)鍵無(wú)關(guān)，水分子間存在氫鍵熔點(diǎn)較高，甲烷分子間只有范德華力，沒有氫鍵，熔點(diǎn)較低，故d錯(cuò)誤；
故答案為：a；
（2）共價(jià)雙鍵中含有一個(gè)σ鍵一個(gè)π鍵，CS₂分子的結(jié)構(gòu)式為S=C=S，分子中含有雙鍵，所以含有σ鍵和π鍵；CS₂中C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2，屬于sp雜化；原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)均相同的微�；�為等電子體，則CS₂與CO₂互為等電子體，其結(jié)構(gòu)為O=C=O；
故答案為：σ鍵、π鍵；sp；O=C=O；
（3）原子半徑越大，共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，共價(jià)鍵鍵能越小，分子越不穩(wěn)定，已知Si原子的半徑大于C原子的半徑，則Si-Si鍵與C-C鍵、Si-H鍵與C-H相比，前者鍵長(zhǎng)均更長(zhǎng)，鍵能均更小，因此分子熱穩(wěn)定性差；
故答案為：Si-Si鍵與C-C鍵、Si-H鍵與C-H相比，前者鍵長(zhǎng)均更長(zhǎng)，鍵能均更小，因此分子熱穩(wěn)定性差；
（2）Fe是26元素，其價(jià)電子數(shù)是8，每個(gè)配體CO分子提供電子數(shù)為2，則8+2n=18，故n=5，
故答案為：5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及氫鍵、分子的極性、雜化軌道理論及其應(yīng)用、共價(jià)鍵的類型、等電子體、配合物等，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．