穿越星际看分子
重庆潼南柏梓中学 蔡中华（402676）
【新闻背景】据国外媒体报道，科学家通过分析火星探测器最新发回的数据，发现10多亿年前火星上存在液态水，这很可能意味着火星上的环境曾经适合生命生存。但现在火星表面不存在水了，人们推测火星人类由于破坏自然生态环境，造成全球气候恶劣，使表面的水消失殆尽。
【化学解读】大气中的分子吸收太阳辐射的能力，与分子的内部结构有很大关系。二氧化碳分子是三原子分子结构，在这样的分子中，外层电子会偏向一方的原子核，而远离另外一方，分子中的粒子运动状态容易受外界能量的影响而改变，因此，这样的结构容易吸收各种波长的辐射，导致温室效应。
【题目】根据以上信息和相关知识回答下列问题：
（1）下列说法错误的是 。
A．占空气成分绝大多数的氧气和氮气，吸收光辐射的能力很强也会引起温室效应
B．大气中含有大量的水蒸气也会导致温室效应
C．火星上存在水是由于水分子之间的氢键导致其性质相当稳定
D．二氧化碳在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度
（2）火星大气中含有一种称为羰基硫(COS)的物质。下列关于COS的推断正确的是 。
A．COS是含有极性键的非极性分子
B．火星大气中大量存在COS，
说明
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火星上不可能存在大量O2
C．COS分子中存在
和
键
D．COS分子成平面三角型
（3）已知波长为300nm的紫外光的光子所具有的能量约为399 kJ/mol。根据下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：________________________________。
（4）很多不饱和有机物在Ni催化下可以与H2发生加成反应。如①CH2=CH2、②CH≡CH、③、④HCHO等，其中碳原子采取sp2杂化的分子有 （填物质序号），预测HCHO分子的立体结构为 型。
解析：（1）选项A，根据知识连接提供的信息，N2和O2都属于对称的双原子分子，推测出在分子内部，原子的外层电子到两个原子核之间的距离相等，因此分子中的粒子运动状态相对来讲很稳定，于是吸收光辐射的能力就很弱，其温室相应很低。选项B，H2O也与CO2一样，都是三原子分子，大量的水蒸气也会导致温室效应。选项C，氢键与物质的稳定性无关。选项D，CO2是非极性分子，在非极性的CCl4溶剂中溶解度相对较大。
（2）选项A，COS的结构为O＝C＝S，分子中含有极性键，但分子结构不对称，正负电荷重心不重叠，不是非极性分子。选项B，分析COS各元素的价态可知，COS具有还原性，能在O2燃烧，火星上不可能大量存在O2。选项C，根据CO2的结构推知，COS中存在
和
键。选项D，COS为直线型分子。
（3）比较紫外线的能量和C－C、C－N、C－S的键能可知，紫外线的能量都大于这些键能，紫外线提供的能量可使C－C、C－N、C－S断裂，从而破坏蛋白质分子导致人体伤害。
（4）①③④碳原子采取sp2杂化而形成碳碳双键。HCHO分子中有1个C=O双键，看作1对成键电子，2个C-H单键为2对成键电子，C原子的价层电子对数为3，且无孤对电子，所以HCHO分子的空间构型为平面三角形。
答案：（1）A （2）BC （3）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。
（4）（3）①③④ 平面三角
点评：本题阅读信息为载体，考查了分子的结构与性质的主干知识。解答时首先要理解【新闻背景】和【知识连接】中所表达的重要信息，将这些信息合理迁移到分析问题中。其次可比较CO2与COS结构的异同来推断COS的结构与性质。
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