Question

【題目】2001年是偉大的化學家、1954年諾貝爾化學獎得主、著名的化學結構大師、20世紀的科學怪杰鮑林(L.Pauling)教授的誕辰100周年。1994年這位老人謝世后，人們打開他的辦公室，發現里面有一塊黑板，畫得滿滿的，其中一個結構式如圖所示。老人為什么畫這個結構式？它能合成嗎？它有什么性質？不得而知。這是鮑林留給世人的一個謎，也許這是永遠無法解開的謎，也許有朝一日你就能解開它。不管結果如何，讓我們先對這個結構作一番了解。

(1)它的分子式是__________________________________________________________。

(2)它的所有原子是否可能處于同一個平面上？________(填“可能”或“不可能”)。

(3)它是否帶有電荷？________(填“是”或“否”)。

(4)該分子中sp雜化的氮原子有___個；sp2雜化的氮原子有___個；sp3雜化的氮原子有_____個。

(5)為什么人們推測它是炸藥？______________________________________________。

Answer 1

【答案】C6H2O2N10 可能 否 1 9 0 它分解能產生大量很穩定的氣體N2

【解析】

（1）根據結構簡式書寫分子式；

（2）根據苯環的共面結構和氮原子的成鍵特點來確定該有機物的共面情況；

（3）根據原子的成鍵情況來確定電性；

（4）sp雜化的N原子表現為線型結構，sp2雜化N原子表現為三角錐結構；sp3雜化的N原子表現為四面體結構；

（5）產物中有大量的氮氣，而能量越低越穩定，放出的熱量越多。

（1）根據結構簡式書寫分子式為：C6H2O2N10，故答案為：C6H2O2N10；

（2）碳原子和氮原子均相當于有3個價電子對，根據價層電子對互斥理論，可知它們為平面三角型結構，由此推出碳原子和氮原子構成的環為平面結構，氧原子有4對電子對，它們排列方式為四面體結構，故與氧原子連接的氫原子也可能在該平面內，與環不直接相連的2個氮原子也可能在此平面內，所以它的所有原子可能處于同一個平面，故答案為：可能；

（3）所有的原子成鍵都達到了飽和，所以不帶電荷，故答案為：否；

（4）根據N原子的成鍵特點和結構，可知該分子中sp雜化的N原子只有結構的中間氮原子；其余的氮原子都是sp2雜化；沒有sp3雜化的，故答案為：1；9；0。

（5）該物質分解會產生大量很穩定的氣體N2。從能量變化角度來看，生成物的能量越低，反應放出的能量越高，故答案為：它分解能產生大量很穩定的氣體N2。