题目内容

4．血红蛋白是高等生物体内负责运载氧的一种蛋白质（缩写为HB或HCB）．与正常血红蛋白相比，硫血红蛋白不能与氧结合，因此失去携带氧的能力．如图1所示为硫血红蛋白的结构．请回答下列问题：
（1）硫血红蛋白中所含非金属元素中电负性最大元素是O，第一电离能最大的元素的原子是N；
（2）根据等电子体原理推断氧元素的一种同素异形体O3是极性分子（填“极性”或“非极性”）．浓硫酸粘度较大的原因是分子间可以形成氢键；
（3）硫血红蛋白中C的一种的杂化方式为sp2、sp3．在答题卡上用“→”标出N和Fe2+形成的配位键；
（4）铁晶体的密堆积方式为体心立方结构，结构如图2所示，则晶胞中铁原子的半径为rpm，列式并计算出该堆积方式的空间利用率68%．

分析 （1）同一周期自左而右电负性增大，同一主族自上而下电负性减小；同主族自上而下，元素的第一电离能减小，同一周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，注意同一周期的第ⅡA元素的第一电离能大于第ⅢA族的，第ⅤA族的大于第ⅥA族的；
（2）具有相同原子数和最外层电子数的分子或离子叫等电子体，等电子体的结构和性质相似；分子间可以形成氢键使物质的粘度增大；
（3）根据C原子形成的σ键数目判断杂化类型；N原子最外层有5个电子，只需要形成3条键即可达到稳定结构，但是图中形成双键的N原子形成了四条键，显然有一条为配位键；
（4）利用均摊法计算晶胞中Fe原子数目，进而计算Fe原子总体积，位于体对角线上的Fe原子相邻，据此计算晶胞的棱长，进而计算晶胞体积，空间利用率=$\frac{原子总体积}{晶胞体积}$×100%．

解答 解：（1）硫血红蛋白中所含非金属元素有：C、H、N、O、S，同周期元素从左到右元素的电负性呈增大趋势，则有电负性C＜N＜O，H的电负性最小，所以电负性最大的是O；
同主族自上而下，元素的第一电离能减小，同一周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能最大的元素的原子是N，
故答案为：O；N；
（2）O3和SO2是等电子体，SO2分子为V型分子，正、负电荷中心不重合，是极性分子，等电子体的结构相似，O3是极性分子；硫酸分子中含有羟基，形成氢键，浓硫酸粘度较大的原因是分子间可以形成氢键；
故答案为：极性；分子间可以形成氢键；
（3）甲基中C原子形成4个σ键，采取sp3杂化，形成双键的C原子形成3个σ键，采取sp2杂化；
N原子最外层有5个电子，只需要形成3条键即可达到稳定结构，但是图中形成双键的N原子形成了四条键，显然有一条为配位键，用“→”标出N和Fe2+形成的配位键为；
故答案为：sp2、sp3；；
（4）体心立方中含有Fe原子数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2个铁原子，晶胞中铁原子的体积为：2×$\frac{4}{3}$×π×r3，体心立方中，体对角线上为三个铁原子相切，则体对角线为4r，晶胞边长为：$\frac{4r}{\sqrt{3}}$，晶胞体积为：（$\frac{4r}{\sqrt{3}}$r）3，空间利用率为：[（2×$\frac{4}{3}$×π×r3）÷（$\frac{4r}{\sqrt{3}}$r）3]×100%=68%；
故答案为：68%．

点评 本题考查物质结构与性质，涉及元素性质递变规律、等电子原理应用、分子性质、配位键、晶胞计算等，（4）中计算为易错点、难点，需要学生具备一定的数学计算能力，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
14．下列关于物质结构的叙述中正确的是（　　）
A．分子晶体中一定含有共价键
B．离子晶体中一定含有离子键
C．含有极性键的分子一定是极性分子
D．含有非极性键的分子一定是非极性分子
15．下列对应关系不正确的是（　　）
ABCD
      Si3N4NaOHAl（OH）3C12H22O11
制造汽车发动机制肥皂抗酸药做调味剂、防腐剂
A．AB．BC．CD．D
12．设nA为阿伏加德罗常数的数值．下列说法正确的是（　　）
A．常温常压下，1mol氦气含有4nA个质子
B．1molNa2O2与足量CO2充分反应转移了2nA个电子
C．含49gH2SO4的硫酸溶液中含有nA个氢原子
D．标准状况下，22.4LHCHO含有nA个分子
19．能源、环境与人类生活和社会发展密切相关，研究它们的综合利用有重要意义．
（1）氧化还原法消除氮氧化物的转化如下：NO$→_{反应Ⅰ}^{O_{3}}$NO2$→_{反应Ⅱ}^{CO（NH_{2}）_{2}}$N2
①反应I为：NO+O3=NO2+O2，生成11.2L O2（标准状况）时，转移电子的物质的量是1mol．
②反应II中，当n（NO2）：n[CO（NH2）2]=3：2时，反应的化学方程式是6NO2+4CO（NH2）2=7N2+8H2O+4CO2．
（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现氮氧化物的循环转化，主要反应为：
NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol-1
已知：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6kJ•mol-1．
写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式2NO（g）+O2（g）=2NO2（g），△H=-113.0kJ•mol-1．
（3）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2（g）+6H2（g）$\stackrel{催化剂}{?}$CH3OCH3（g）+3H2O（g）；该反应平衡常数表达式为K=$\frac{c（CH{\;}_{3}OCH{\;}_{3}）×{c}^{3}（H{\;}_{2}O）}{c{\;}^{2}（CO{\;}_{2}）c{\;}^{6}（H{\;}_{2}）}$．
（4）合成气CO和H2在一定条件下能发生如下反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0．
在容积均为V L的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中分别充入a mol CO和2a mol H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数υ（CO）%如右图所示，此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是Ⅲ；若三个容器内的反应再经过一段时间后都达到化学平衡时，CO转化率最大的反应温度是T1．
（5）据报道以二氧化碳为原料，采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料，其原理如图所示．电解时，b极上生成乙烯的电极反应式为2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O．
9．A、B、C、D、E均为常见的有机物，X是一种无机物，常温下A是气体，生活中的两种常见调味品中分别含有B和D，E是一种常见的有机溶剂和化工原料．《必修2》中介绍从A合成E的几种可能的合成路线，其转化关系可以用如图表示（图中部分产物及条件已略去）．回答下列问题：
（1）写出A的电子式，工业上大量获得A的方法是石油裂解．
（2）下列关于A、C的说法正确的是bc
a．A、C均易溶于水
b．A、C均能和酸性KMnO4 溶液反应
c．A、C均能发生加成反应
d．等物质的量的A、C完全燃烧时消耗O2 量相同．
（3）写出B和D反应生成E的化学方程式：CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O；
（4）E有多种同分异构体，下列不可能属于E的同分异构体的性质的是b．
a．既能与H2发生反应，又能与钠反应产生H2
b.1mol物质能与足量钠反应产生1molH2．
16．在探究SO2水溶液成分和性质的实验中，下列根据实验现象得出的结论正确的是（　　）
A．向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末，有气泡产生，说明SO2水溶液呈酸性
B．向SO2水溶液中滴加Ba（NO3）2溶液，有白色沉淀产生，说明SO2水溶液中含有SO42-
C．将SO2水溶液中通入H2S气体，有淡黄色沉淀产生，说明SO2水溶液具有氧化性
D．向KMnO4溶液中滴加SO2水溶液，溶液颜色褪去，说明SO2水溶液具有漂白性
13．氢化阿托醛（）是一种重要的化工原料，其合成路线如下：
$→_{光照}^{①Cl_{2}}$$→_{△}^{②NaOH/醇}$A$\stackrel{③HBr/H_{2}O_{2}}{→}$B$→_{△}^{④试剂X}$C$\stackrel{⑤氧化反应}{→}$氢化阿托醛
 已知：
HBr+CH3-CH=CH2
回答下列问题：
（1）氢化阿托醛所含官能团的名称为醛基．
（2）下列有关氢化阿托醛的说法正确的是BC．
A．分子式为C9H12O
B．与新制Cu（OH）2悬浊液加热生成砖红色沉淀
C．能发生加成、取代、氧化反应
D．1mol氢化阿托醛最多可与3mol H2反应
（3）写出反应③的化学方程式：．
（4）④中所用试剂X为氢氧化钠水溶液，④的反应类型是取代反应．
（5）氢化阿托醛具有多种同分异构体，写出符合下列特征的同分异构体的结构简式：（其中任一种）．（写出一种即可）．
①苯环上有两个取代基    
②苯环上的一溴代物只有两种
③其水溶液遇FeCl3溶液呈特征颜色    
④能发生加聚反应．
14．下列有机化合物的一氯代物种类最多的是（不考虑立体异构）（　　）
A．B．
C．D．

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