Question

8．回答以下问题：
（1）Ni（CO）₄是无色液体，沸点42.1℃，熔点-19.3℃，难溶于水，易溶于有机溶剂．推测Ni（CO）₄是非极性分子（填“极性”或“非极性”）．

共价键	C-C	C-N	C-S
键能/kJ•mol-1	347	305	259

（2）已知：波长为300nm的紫外光的光子所具有的能量约为399kJ/mol．根据右表有关蛋白质分子中重要化学键的信息，说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因：紫外光具有的能量比蛋白质分子中重要的化学键C-C、C-N和C-S的键能都大，紫外光的能量足以使这些化学键断裂，从而破坏蛋白质分子．
（3）肼（N₂H₄）分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被-NH₂（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物．
①N₂H₄分子中含有极性键的数目是4；NH₄⁺的空间构型是正四面体．
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.7kJ•mol^-1若该反应中有8mol N-H键断裂，则形成的π键有6mol．
（4）硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子X^m-（含B、O、H三种元素）的球棍模型如图所示：
①在X^m-中，硼原子轨道的杂化类型有sp²杂化和sp³杂化；配位键存在于4号与5号原子之间（填原子的数字标号）；m=2（填数字）．
②硼砂晶体由Na⁺、X^m-和H₂O构成，它们之间存在的作用力有BCD（填序号）．
A．共价键      B．离子键       C．氢键       D．范德华力       E．金属键．

Answer 1

分析 （1）分子晶体的熔沸点较低，所以该物质为分子晶体，根据相似相溶原理，其难溶于水，水是极性分子，易溶于有机溶剂，由此分析解；
（2）根据紫外光的光子所具有的能量与蛋白质分子中重要化学键断裂所需能量比较分析；
（3）①1molN₂H₄分子中含有极性键的数目是4mol的极性键；NH₄⁺中的氮是sp³，空间构型是正四面体结构；
②反应中有4mol N-H键断裂，生成1.5molN₂，根据结构式N≡N判断；
（4）①结合化合价代数和为0的原则判断m的值，1，3，5，6代表氧原子，2，4代表B原子，2号B形成3个键，则B原子为SP²杂化，4号B形成4个键，则B原子为SP³杂化； B一般是形成3个键，4号B形成4个键，其中1个键很可能就是配位键，配位键存在4号与5号之间；
②注意题目要求，钠离子与X^m-形成离子键，结晶水分子间存在氢键和范德华力．

解答 解：（1）分子晶体的熔沸点较低，所以该物质为分子晶体，根据相似相溶原理，其难溶于水，水是极性分子，易溶于有机溶剂，所以是Ni（CO）₄是非极性分子，故答案为：非极性；
（2）波长为300nm的紫外光的光子所具有的能量约为399kJ/mol，比蛋白质分子中C-C、C-N和C-S的键能都大，所以波长为300nm的紫外光的光子能破坏蛋白质分子中的化学键，从而破坏蛋白质分子，故答案为：紫外光具有的能量比蛋白质分子中重要的化学键C-C、C-N和C-S的键能都大，紫外光的能量足以使这些化学键断裂，从而破坏蛋白质分子；
（3）①1molN₂H₄分子中含有极性键的数目是4mol的极性键；NH₄⁺中的氮是sp³，空间构型是正四面体结构，
故答案为：4；正四面体；
②1mol氮气分子中含有2molπ键，若该反应中有8mol-H键断裂，即有2mol肼参加反应，生成3mol氮气，所以形成的π键有3mol×2=6mol，故答案为：6；
（4）①观察模型，可知X^m-是（H₄B₄O₉）^m-，依据化合价H为+1，B为+3，O为-2，可得m=2，
1，3，5，6代表氧原子，2，4代表B原子，2号B形成3个键，则B原子为SP²杂化，4号B形成4个键，则B原子为SP³杂化； B一般是形成3个键，4号B形成4个键，其中1个键很可能就是配位键，配位键存在4号与5号之间，
故答案为：sp²杂化、sp³杂化；4号与5号；2；
②钠离子与X^m-形成离子键，结晶水分子间存在氢键和范德华力，
故答案为：B C D．

点评 本题考查较为综合，题目难度中等，涉及分子的极性、分子的空间构型、化学键等，（4）为易错点，也是本题难点，答题时要注意审题．