Question

3．（1）由2个C原子、1个O原子、1个N原子和若干个H原子组成的化合物，H的原子数目最多为7个．
（2）若某共价化合物分子中只含C、N、H三种元素，且以n（C） 和n（N） 分别表示C和N的原子数目，则H 原子数目最多等于2n（C）+n（N）+2．
（3）若某共价化合物分子中只含有C、N、O、H四种元素，且以n（C）、n（N）、n（O）分别表示C、N、O的原子数目，则H 的原子数目最多等于2n（C）+n（N）+2．

Answer 1

分析 （1）根据要使H原子最多，分子中就不能有双键，n（C）最多能结合2n（C）+2个H（烷烃），n（N）最多能结合n（N）+2个H原子（可以推导出：NH₃、NH₂-NH₂、NH₂-NH-NH₂、…），碳链和氮链连在一起，各自还要去掉2个H，当O作为-OH存在时，H原子数目最多，所以氢原子最多个数为：2n（C）+2+n（N）+2-2；
（2）要使H原子最多，分子中就不能有双键，n（C）最多能结合[2n（C）+2]个H（烷烃），n（N）最多能结合[n（N）+2]个H原子（可以由NH₃、NH₂-NH₂、NH₂-NH-NH₂、…推导出），碳链和氮链连在一起，各自还要去掉2个H；
（3）根据要使H原子最多，分子中就不能有双键，n（C）最多能结合2n（C）+2个H（烷烃），n（N）最多能结合n（N）+2个H原子（可以推导出：NH₃、NH₂-NH₂、NH₂-NH-NH₂、…），碳链和氮链连在一起，各自还要去掉2个H，当O作为-OH存在时，H原子数目最多，且O的存在不影响H原子的个数来分析．

解答 解：（1）要使H原子最多，分子中就不能有不饱和键，n（C）最多能结合[2n（C）+2]个H（烷烃），n（N）最多能结合[n（N）+2]个H原子（可以由NH₃、NH₂-NH₂、NH₂-NH-NH₂、…推导出），碳链和氮链连在一起，各自还要去掉2个H，所以氢原子最多个数为：2n（C）+2+n（N）+2-2，即2×2+2+1+2-2
=7，故答案为：7；
（2）要使H原子最多，分子中就不能有双键，n（C）最多能结合[2n（C）+2]个H（烷烃），n（N）最多能结合[n（N）+2]个H原子（可以由NH₃、NH₂-NH₂、NH₂-NH-NH₂、…推导出），碳链和氮链连在一起，各自还要去掉1个H，所以形成一个分子中，最多有H原子：2n（C）+2+n（N）+2-2=2n（C）+n（N）+2，故答案为：2n（C）+n（N）+2；
（3）要使H原子最多，分子中就不能有双键，n（C）最多能结合2n（C）+2个H（烷烃），n（N）最多能结合n（N）+2个H原子（可以推导出：NH₃、NH₂-NH₂、NH₂-NH-NH₂、…），碳链和氮链连在一起，各自还要去掉1个H，当O作为-OH存在时，H原子数目最多，且O的存在不影响H原子的个数，所以形成一个分子中，最多有H原子：2n（C）+2+n（N）+2-2=2n（C）+n（N）+2，故答案为：2n（C）+n（N）+2．

点评 本题考查有机化合物中成键特征，难度中等，关键清楚有机物主要靠C原子连接，每个碳原子都必须形成4个共价键、氮原子形成3条共价键、氧原子形成2条共价键、氢原子形成1条共价键是解题关键．