Question

17．现有H、C、B、0、N、Na、Cu等七种元素，可形成多种物质．2015年10月中国药学家屠呦呦因发现青蒿素（含H、C、O元素）而获得诺贝尔生理医学奖，青蒿素（ C₁₅H₂₂O₅）的结构
如图1所示．请回答下列问题：
（1）组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序是O＞C＞H
（用元素符号表示），在基态O原子中，核外存在3对自
旋相反的电子．
（2）下列关于青蒿素的说法正确的是a（填序号）．
a．青蒿素中既存在极性键又存在非极性键
b．在青蒿素分子中，所有碳原子均处于同一平面
c．图中数字标识的五个碳原子均只以σ键与其它原子成键
（3）根据价层电子对互斥理论（VESPR）推测：N0₂^-的立体构型为V型，CO₃^2-的中心原子杂化类型为sp²．
（4）C、N、O分别与H形成的CH₄、NH₃、H₂0沸点由高到底的顺序为H₂0＞NH₃＞CH₄
（5）H、B、Na元素形成的NaBH₄结构如图2所示，结构中存在的相互作用有离子键 和共价键．
（6）Cu晶胞结构如图3所示．已知立方体的棱长为a pm，Cu晶体密度为b g．cm^-3，则阿伏加德罗常数N_A=$\frac{256×10{\;}^{30}}{{a}^{3}b}$（用含a、b的代数式表示，lpm=1xl0^-12m）．

Answer 1

分析 （1）组成青蒿素的三种元素为H、C、O，根据电负性的递变规律判断电负性的大小顺序；在基态O原子中，核外有8的电子，其中有3个轨道有成对电子；
（2）a．青蒿素中存在O-O键、C-C键，为非极性键，C-O、C-H键为极性键；
b．含有饱和碳原子，具有烷烃的结构；
c．C=O键含有π键；
（3）N0₂^-与SO₂互为等电子体，二氧硫的分子空间构型为V型；CO₃^2-中C价层电子对数=$\frac{4+0×3+2}{2}$=3，C杂化类型为sp²；
（4）C、N、O分别与H形成的CH₄、NH₃、H₂0中，水是液态，另外两种为气态，氨分子、水分子之间有氢键，据此判断；
（5）根据图2所示，NaBH₄结构中存在着离子键 和共价键；
（6）该晶胞中Cu原子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，根据ρ=$\frac{4×\frac{M}{{N}_{A}}}{V}$计算阿伏伽德罗常数．

解答 解：（1）组成青蒿素的三种元素为H、C、O，元素的非金属性越强，电负性越强，非金属性：O＞C＞H，则H、C、O三种元素的电负性由大到小的顺序是O＞C＞H，；在基态O原子中，核外有8的电子，其中有3个轨道有成对电子，则核外存在3对自旋相反的电子，
故答案为：O＞C＞H；3；
（2）a．青蒿素中存在O-O键、C-C键，为非极性键，C-O、C-H键为极性键，故a正确；
b．含有饱和碳原子，具有烷烃的结构，则所有碳原子不处于同一平面，故b错误；
c．C=O键含有π键，故c错误；
故答案为：a；
（3）N0₂^-与SO₂互为等电子体，二氧硫的分子空间构型为V型；CO₃^2-中C价层电子对数=$\frac{4+0×3+2}{2}$=3，C杂化类型为sp²，
故答案为：V型；sp²；
（4）C、N、O分别与H形成的CH₄、NH₃、H₂0中，水是液态，另外两种为气态，氨分子、水分子之间有氢键，所以CH₄、NH₃、H₂0沸点由高到底的顺序为H₂0＞NH₃＞CH₄，
故答案为：H₂0＞NH₃＞CH₄；
（5）根据图2所示，钠离子与硼氢根离子之间是离子键，硼氢根离子内部硼原子与氢原子之间是共价键，所以NaBH₄结构中存在着离子键 和共价键，
故答案为：离子键 和共价键；
（6）该晶胞中Cu原子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，根据ρ=$\frac{4×\frac{M}{{N}_{A}}}{V}$知，N_A=$\frac{4M}{ρV}$=$\frac{64×4}{a{\;}^{3}×10{\;}^{-30}×b}$mol^-1=$\frac{256×10{\;}^{30}}{{a}^{3}b}$mol^-1，
故答案为：$\frac{256×10{\;}^{30}}{{a}^{3}b}$．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、氢键、微粒空间构型判断、原子杂化方式判断等知识点，明确基本理论基本原理是解本题关键，侧重考查学生对基本知识的灵活运用，难点是晶胞计算．