Question

阅读以下信息，并回答问题．
数十亿年来，地球上的物质不断地变化．大气的成分也发生了很大的变化．下表是原始大气和目前空气的主要成分：

目前空气的主要成分	N2、O2、CO2、水蒸气及稀有气体He、Ne等
原始大气的主要成分	CH4、NH3、CO、CO2等

用上表所涉及的分子填写下列空白：
（1）由极性键构成的非极性分子有

CH₄

和

CO₂

（填写化学式）．
（2）极易溶于水、其水溶液呈碱性的物质的分子是

NH₃

（填写化学式），它之所以极易溶于水，是因为它的分子和水分子之间可形成

氢

键．
（3）分子中不含孤对电子的分子（除稀有气体外）为

CH₄

（填写化学式），它的立体构型为

正四面体

．
（4）CO的结构可表示为，与CO结构最相似的分子是

N₂

（填写化学式），这两种结构相似的分子中，分子的极性

不相同

（填“相同”或“不相同”），CO分子中有一个键的形成与另外两个不同，它叫

配位

键．
（5）随着原始大气中O₂的缓慢增加，CH₄、NH₃、CO等气体逐渐被氧气氧化而缓慢地减少，使大气的成分逐渐演化成目前空气．原始大气中NH₃可转化为目前空气中的

N₂和H₂O

（填化学式）．
（6）人工模拟是当前研究的热点．有研究表明，化合物X可用于研究模拟酶，当其结合或Cu（I）（I表示化合价为+1）时，分别形成a和b：

分析a和b中微粒间的相互作用（包括化学键和分子间相互作用），试指出其不同点：
a中含

氢键

，b中含

配位键

．（用“氢键”、“配位键”、“极性键”、“非极性键”等填空）

Answer 1

分析：（1）不同非金属元素形成的化学键是极性键，正负电荷重心重合的分子为非极性分子；
（2）氨气极易溶于水，是由于氨气能与水分子之间形成氢键，氨气溶于水，与水反应形成一水合氨，溶液呈碱性；
（3）根据电子式判断CH₄中无孤对电子，由于碳原子采取SP³杂化，分子构型为正四面体；
（4）根据等电子体的结构相似来判断；由同种元素组成的双原子分子为非极性分子；由不同种元素组成的双原子分子为极性分子；由CO的结构：可知分子含有1个配位键，2个共价键；
（5）根据目前空气的成分以及质量守恒来解答；
（6）根据同种非金属元素之间存在非极性键，不同非金属元素之间存在极性键，含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子间存在配位键；氢键应形成于X…H-Y形式当中，X、Y必须是N、O、F元素之一．

解答：解：（1）甲烷中氮原子和氢原子之间存在极性键，甲烷是正四面体结构，正负电荷重心重合；二氧化碳分子中碳原子和氧原子之间存在极性键，二氧化碳是直线型结构，正负电荷重心重合，所以甲烷和二氧化碳是非极性分子，
故答案为：CH₄；CO₂；
（2）氨气极易溶于水，是由于氨气能与水分子之间形成氢键，氨气溶于水，与水反应形成一水合氨：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，溶液呈碱性，
故答案为：NH₃；氢；
（3）N₂、O₂、CO₂、水蒸气、NH₃、CO的孤对电子分别为2对，4对，4对，2对，1对，2对，CH₄中无孤对电子，由于碳原子采取SP³杂化，分子构型为正四面体，
故答案为：CH₄；正四面体；
（4）CO与N₂是等电子体，等电子体的结构相似，N₂是由同种元素组成的双原子分子为非极性分子；CO是由不同种元素组成的双原子分子为极性分子；由CO的结构：可知分子含有1个配位键，2个共价键，
故答案为：N₂；不相同；配位；
（5）目前空气的主要成分N₂、O₂、CO₂、水蒸气，由元素守恒可知原始大气中的NH₃转化为现代大气中的N₂和H₂O，反应方程式为：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，
故答案为：N₂和H₂O；
（6）a中碳原子和碳原子之间存在非极性键，碳原子和氮原子之间、氮原子和氢原子之间、碳原子和氢原子之间都存在极性键，氮原子和氢原子之间存在氢键；b中碳原子和碳原子之间存在非极性键，碳原子和氮原子之间、氮原子和氢原子之间、碳原子和氢原子之间都存在极性键，铜原子和氮原子间存在配位键，所以a和b中微粒间的相互作用的不同点：a中含氢键，b中含配位键，
故答案为：氢键；配位键．

点评：本题考查物质结构和性质，掌握化学键的类型、分子间相互作用是解题的关键，难度中等．