Question

（1）在CH₄、CO、CH₃OH中，碳原子采取sp³雜化的分子有

 

，CH₃OH的熔、沸點比CH₄的熔、沸點比高，其主要原因

 

．
（2）某有機物的結構簡式為CH₃COOCH₂CH（CHO）CH₂OH，用*標記出其手性碳原子；要使其失去光學活性，可采用

 

（填反應類型，一個即可），寫出對應的反應方程式

 

（3）利用價層電子對數判斷分子的空間構型：CO₃^2-、H₃O⁺、和ClO₄^-的空間構型分別為

 

，

 

和

 

．

Answer 1

考點：原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,判斷簡單分子或離子的構型,晶體的類型與物質熔點、硬度、導電性等的關系,常見有機化合物的結構

專題：原子組成與結構專題,化學鍵與晶體結構

分析：（1）判斷原子采取雜化方式時，先根據價層電子對互斥理論判斷價層電子對，然后再確定采取的雜化方式；CH₃OH分子間存在氫鍵其熔、沸點比CH₄的熔、沸點比高；
（2）通過加成反應，可以將醛基還原成羥基；
（3）先計算其價層電子對，再根據VSEPR模型分子或離子構型；根據價層電子對互斥理論確定其空間構型，價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數，據此分析解答．

解答： 解：（1）判斷原子采取雜化方式時，先根據價層電子對互斥理論判斷價層電子對，然后再確定采取的雜化方式．價層電子對數=σ鍵電子對數+中心原子上的孤電子對數，σ鍵電子對數=σ鍵個數=中心原子結合的原子個數，中心原子上的孤電子對數=1/2（a-xb），說明：對于分子，a為中心原子的價電子數，x為配位原子個數，b為配位原子最多能接受的電子數．在CH₄中價層電子對數=σ鍵電子對數（4）+中心原子上的孤電子對數（0），所以碳原子采取sp³雜化．在CO分子中價層電子對數=σ鍵電子對數（1）+中心原子上的孤電子對數（1），所以碳原子采取sp雜化．CH₃OH中，價層電子對數=σ鍵電子對數（4）+中心原子上的孤電子對數（0），所以碳原子采取sp³雜化，CH₃OH分子間存在氫鍵其熔、沸點比CH₄的熔、沸點比高，
故答案為：CH₄、CH₃OH；甲醇分子間形成氫鍵；
（2）通過加成反應，可以將醛基還原成羥基，CH₃COOCH₂CH（CHO）CH₂OH+H₂ →，
故答案為：加成；CH₃COOCH₂CH（CHO）CH₂OH+H₂ →；
（3）CO₃^2-中孤對電子

4+2-3×2

2

=0，則C采取sp²雜化，空間構型為平面三角形，H₃O⁺中氧原子含有3個共價單鍵和一個孤電子對，所以H₃O⁺的分子立體結構為三角錐型，ClO₄^-離子中價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=4+0=4，中心原子外圍有四個原子所以不含有孤電子對，即ClO₄^-為正四面體結構，
故答案為：平面三角形；三角錐形；正四面體型．

點評：本題考查的知識點較多：基態原子或離子的核外電子排布或最外層電子排布、分子中原子采取的雜化方式、根據VSEPR理論預測分子或離子的空間構型是學習的重點，也是近幾年高考的熱點．