Question

8．回答以下問題：
（1）Ni（CO）₄是無色液體，沸點42.1℃，熔點-19.3℃，難溶于水，易溶于有機溶劑．推測Ni（CO）₄是非極性分子（填“極性”或“非極性”）．

共價鍵	C-C	C-N	C-S
鍵能/kJ•mol-1	347	305	259

（2）已知：波長為300nm的紫外光的光子所具有的能量約為399kJ/mol．根據右表有關蛋白質分子中重要化學鍵的信息，說明人體長時間照射紫外光后皮膚易受傷害的原因：紫外光具有的能量比蛋白質分子中重要的化學鍵C-C、C-N和C-S的鍵能都大，紫外光的能量足以使這些化學鍵斷裂，從而破壞蛋白質分子．
（3）肼（N₂H₄）分子可視為NH₃分子中的一個氫原子被-NH₂（氨基）取代形成的另一種氮的氫化物．
①N₂H₄分子中含有極性鍵的數目是4；NH₄⁺的空間構型是正四面體．
②肼可用作火箭燃料，燃燒時發生的反應是：N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.7kJ•mol^-1若該反應中有8mol N-H鍵斷裂，則形成的π鍵有6mol．
（4）硼砂是含結晶水的四硼酸鈉，其陰離子X^m-（含B、O、H三種元素）的球棍模型如圖所示：
①在X^m-中，硼原子軌道的雜化類型有sp²雜化和sp³雜化；配位鍵存在于4號與5號原子之間（填原子的數字標號）；m=2（填數字）．
②硼砂晶體由Na⁺、X^m-和H₂O構成，它們之間存在的作用力有BCD（填序號）．
A．共價鍵      B．離子鍵       C．氫鍵       D．范德華力       E．金屬鍵．

Answer 1

分析 （1）分子晶體的熔沸點較低，所以該物質為分子晶體，根據相似相溶原理，其難溶于水，水是極性分子，易溶于有機溶劑，由此分析解；
（2）根據紫外光的光子所具有的能量與蛋白質分子中重要化學鍵斷裂所需能量比較分析；
（3）①1molN₂H₄分子中含有極性鍵的數目是4mol的極性鍵；NH₄⁺中的氮是sp³，空間構型是正四面體結構；
②反應中有4mol N-H鍵斷裂，生成1.5molN₂，根據結構式N≡N判斷；
（4）①結合化合價代數和為0的原則判斷m的值，1，3，5，6代表氧原子，2，4代表B原子，2號B形成3個鍵，則B原子為SP²雜化，4號B形成4個鍵，則B原子為SP³雜化； B一般是形成3個鍵，4號B形成4個鍵，其中1個鍵很可能就是配位鍵，配位鍵存在4號與5號之間；
②注意題目要求，鈉離子與X^m-形成離子鍵，結晶水分子間存在氫鍵和范德華力．

解答 解：（1）分子晶體的熔沸點較低，所以該物質為分子晶體，根據相似相溶原理，其難溶于水，水是極性分子，易溶于有機溶劑，所以是Ni（CO）₄是非極性分子，故答案為：非極性；
（2）波長為300nm的紫外光的光子所具有的能量約為399kJ/mol，比蛋白質分子中C-C、C-N和C-S的鍵能都大，所以波長為300nm的紫外光的光子能破壞蛋白質分子中的化學鍵，從而破壞蛋白質分子，故答案為：紫外光具有的能量比蛋白質分子中重要的化學鍵C-C、C-N和C-S的鍵能都大，紫外光的能量足以使這些化學鍵斷裂，從而破壞蛋白質分子；
（3）①1molN₂H₄分子中含有極性鍵的數目是4mol的極性鍵；NH₄⁺中的氮是sp³，空間構型是正四面體結構，
故答案為：4；正四面體；
②1mol氮氣分子中含有2molπ鍵，若該反應中有8mol-H鍵斷裂，即有2mol肼參加反應，生成3mol氮氣，所以形成的π鍵有3mol×2=6mol，故答案為：6；
（4）①觀察模型，可知X^m-是（H₄B₄O₉）^m-，依據化合價H為+1，B為+3，O為-2，可得m=2，
1，3，5，6代表氧原子，2，4代表B原子，2號B形成3個鍵，則B原子為SP²雜化，4號B形成4個鍵，則B原子為SP³雜化； B一般是形成3個鍵，4號B形成4個鍵，其中1個鍵很可能就是配位鍵，配位鍵存在4號與5號之間，
故答案為：sp²雜化、sp³雜化；4號與5號；2；
②鈉離子與X^m-形成離子鍵，結晶水分子間存在氫鍵和范德華力，
故答案為：B C D．

點評 本題考查較為綜合，題目難度中等，涉及分子的極性、分子的空間構型、化學鍵等，（4）為易錯點，也是本題難點，答題時要注意審題．