Question

数十亿年来，地球上的物质不断的变化，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，用下表涉及的分子回答下列问题．

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

（1）含有非极性共价键的分子是

N₂、O₂

（填化学式）．
（2）含有极性共价键的非极性分子是

CH₄、CO₂

（填化学式）．
（3）H₂O中心原子的杂化方式为

sp³

，分子构型为

V型

．
（4）图中每条折线表示周期表ⅣA～ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化，每个小黑点代表一种氢化物．其中代表CH₄的是

D

．（填字母序号）
（5）根据NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，用氢键表示式写出氨分子和水分子之间最主要存在的氢键形式

HO-H…NH₃（或O-H…N）

．

Answer 1

分析：（1）同种非金属元素之间存在非极性共价键；
（2）正负电荷重心重合的分子为非极性分子；
（3）根据中心原子的价层电子对数确定杂化方式，根据价层电子对互斥理论确定分子的空间构型；  
（4）非金属元素的氢化物沸点随着相对分子质量的增大而升高；存在氢键的物质的沸点较高；   
（5）在氨水中，水分子的氢原子和氨气分子中的氮原子之间存在氢键．

解答：解：（1）氮气和氧气都是双原子分子，同种非金属原子之间存在非极性共价键，所以含有非极性共价键的分子是N₂、O₂，故答案为：N₂、O₂；   
（2）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，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，甲烷和二氧化碳分子中正负电荷重心重合，所以甲烷和二氧化碳是非极性分子，故答案为：CH₄、CO₂；
（3）水分子中价电子数=2+

1

2

（6-2×1）=4，水分子中含有2个孤电子对，所以氧原子采取sp³ 杂化，分子空间构型为V型，故答案为：sp³；V型；
（4）氢化物的沸点变化规律的图象中，折线D可以得出该族元素的氢化物的沸点随着原子序数的递增，从上到下是逐渐升高的，符合第IVA元素的性质，甲烷属于第IVA族元素的氢化物，故选D；
（5）氨水分子中，水分子的氢原子和氨分子的氮原子之间易形成氢键，其存在形式为：HO-H…NH₃（或O-H…N），故答案为：HO-H…NH₃（或O-H…N）．

点评：本题考查了非极性分子的判断、原子的杂化方式、分子的空间构型等知识点，难度不大，原子的杂化方式、分子的空间构型、氢键等知识点是高考的热点，应重点掌握．