課時作業(yè)(三十四)分子結構與性質1．下列化學式對應的結構式從成鍵情況看不合理的是()D[H、Se、N、C、Si形成的共用電子對數(shù)分別是1、2、3、4、4。D選項中，C、Si形成的共用電子對數(shù)分別為3、3，不合理。]2．N2的結構可以表示為，CO的結構可以表示為，其中橢圓框表示π鍵，下列說法中不正確的是()A．N2分子與CO分子中都含有三鍵B．CO分子中有一個π鍵是配位鍵C．N2與CO互為等電子體D．N2與CO的化學性質相同D[由題意可知N2分子中N原子之間、CO分子中C、O原子之間均通過2個π鍵，一個σ鍵，即三鍵結合。其中，CO分子中1個π鍵由O原子單方面提供孤電子對，C原子提供空軌道通過配位鍵形成。N2化學性質相對穩(wěn)定，CO具有比較強的還原性，兩者化學性質不同。]3．下表所列的是不同物質中氧氧鍵的鍵長和鍵能的數(shù)據(jù)，其中a和b未測出，根據(jù)一個原則可估計鍵能大小順序為d>c>b>a，該原則是()Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))Oeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))O2Oeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))鍵長/nm149128121112鍵能/(kJ/mol)abc＝494d＝628A.成鍵電子數(shù)越多，鍵能越大B．成鍵電子數(shù)越少，鍵能越大C．鍵長越短的鍵，鍵能越大D．以上都不是C[可以根據(jù)鍵長判斷鍵能的大小。]4．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子與3個羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結構。則分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是()A．sp，范德華力 B．sp2，范德華力C．sp2，氫鍵 D．sp3，氫鍵C[由石墨的晶體結構知C原子為sp2雜化，故B原子也為sp2雜化，但由于B(OH)3中B原子與3個羥基相連，羥基間能形成氫鍵，故同層分子間的主要作用力為氫鍵。]5．CHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3))、—CH3、CHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))都是重要的有機反應中間體，有關它們的說法正確的是()A．它們互為等電子體，碳原子均采取sp2雜化B.CHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))與NH3、H3O＋互為等電子體，立體構型均為正四面體形C.CHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3))中的碳原子采取sp2雜化，所有原子均共面D．CHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3))與OH－形成的化合物中含有離子鍵C[A項，CHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3))、—CH3、CHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))分別具有6個、7個和8個價電子，不是等電子體，且—CH3和CHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的碳原子采取sp3雜化，錯誤；B項，三者均為三角錐形，錯誤；C項，CHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3))中C的價電子對數(shù)為3，為sp2雜化，平面三角形，正確；D項，CH3OH中不含離子鍵，錯誤。]6．下列描述正確的是()A．CS2為V形極性分子B．SiF4與SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的中心原子均為sp3雜化C．C2H2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為1∶1D．水加熱到很高溫度都難分解是因水分子間存在氫鍵B[CS2為直線形非極性分子，A錯誤；SiF4與SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的中心原子的價層電子對數(shù)均為4，因此中心原子均為sp3雜化，B正確；C2H2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為3∶2，C錯誤；水加熱到很高溫度都難分解是因O—H鍵的鍵能較大，D錯誤。]7．配位化合物的數(shù)量巨大，組成和結構形形色色，豐富多彩。請指出配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心離子、配體、中心離子的電荷數(shù)和配位數(shù)()A．Cu2＋、NH3、＋2、4 B．Cu＋、NH3、＋、4C．Cu2＋、OH－、＋2、2 D．Cu2＋、NH3、＋2、2A[由配合物[Cu(NH3)4](OH)2分析，因外界有兩個OH－，故Cu元素顯＋2價，故中心離子為Cu2＋，配體為NH3，配位數(shù)為4。]8．下列無機含氧酸分子中酸性最強的是()A．HNO2 B．H2SO3C．HClO3 D．HClO4D[對于同一種元素的含氧酸，成酸元素的化合價越高，其含氧酸的酸性越強，如Heq\o(N,\s\up6(＋3))O2<Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3，H2eq\o(S,\s\up6(＋4))O3<H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4，Heq\o(Cl,\s\up6(＋5))O3<Heq\o(Cl,\s\up6(＋7))O4。觀察A、B、C、D四個選項，HNO2、H2SO3、HClO3中的中心元素N、S、Cl都未達到其最高價，其酸性不夠強，只有D選項中的HClO4中的Cl元素為＋7價，是Cl元素的最高價，使H—O—ClO3中O原子的電子向Cl原子偏移，在水分子作用下，容易電離出H＋，酸性最強。]9．關于CS2、SO2、NH3三種物質的說法中正確的是()A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其屬于極性分子B．SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它們都是極性分子C．CS2為非極性分子，所以在三種物質中熔沸點最低D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有極性B[A.CS2與二氧化碳相似，都是直線形分子，為非極性分子，而水是極性溶劑，根據(jù)相似相溶原理，則二硫化碳在水中的溶解度不大，錯誤；B.二氧化硫為V形分子，氨氣為三角錐形分子，都是極性分子，所以易溶于水，正確；C.二硫化碳為非極性分子，常溫下為液體，但二氧化硫、氨氣在常溫下均為氣體，所以二硫化碳的熔沸點最高，錯誤；D.氨氣在水中的溶解度大不僅僅是因為氨氣分子有極性，還因為氨氣與水分子間能形成氫鍵，增大氨氣的溶解度，錯誤。]10．通常把原子總數(shù)和價電子總數(shù)相同的分子或離子稱為等電子體。人們發(fā)現(xiàn)等電子體的空間結構相同，則下列有關說法中正確的是()A．CH4和NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))是等電子體，鍵角均為60°B．NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))和COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))是等電子體，均為平面三角形結構C.H3O＋和PCl3是等電子體，均為三角錐形結構D．B3N3H6和苯是等電子體，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重疊的軌道B[甲烷是正四面體形結構，鍵角是109°28′，A錯；NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))和COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))是等電子體，均為平面三角形結構，B對；H3O＋和PCl3的價電子總數(shù)不相等，兩者不是等電子體，C錯；苯的結構中存在“肩并肩”式的重疊軌道，故B3N3H6分子中也存在，D錯。]11．按要求回答下列問題：(1)化合物NH3的沸點比化合物CH4的高，其主要原因是______________________________________________________________________________________________。(2)H2O分子內(nèi)的O—H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強到弱依次為__________________________________________________________________________________。的沸點比高，原因是____________________________________________________________________________。(3)①肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。則N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是_________。②Na3AsO4可作殺蟲劑。AsOeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))的空間構型為________，與其互為等電子體的一種分子為________。答案：(1)NH3分子間能形成氫鍵(2)O—H鍵、氫鍵、范德華力形成分子內(nèi)氫鍵，使物質沸點降低，而形成分子間氫鍵，使物質沸點升高(3)①sp3②正四面體形CCl4(或其他合理答案)12．氧元素為地殼中含量最高的元素，可形成多種重要的單質和化合物。(1)氧元素位于元素周期表中________區(qū)；第二周期元素中，第一電離能比氧大的有________種。(2)O3可用于消毒。O3的中心原子的雜化形式為________；其分子的VSEPR模型為____________，與其互為等電子體的離子為________(寫出一種即可)。(3)含氧有機物中，氧原子的成鍵方式不同會導致有機物性質不同。C2H5OH的沸點高于CH3OCH3的原因為________________________；C2H5OH不能用無水CaCl2干燥是因為Ca2＋和C2H5OH可形成[Ca(C2H5OH)4]2＋，該離子的結構式可表示為________。解析：(1)O元素的價電子排布式為2s22p4，因此氧元素位于元素周期表的p區(qū)；同一周期從左往右元素的第一電離能呈增大趨勢，但由于N原子的2p軌道處于半充滿的狀態(tài)，比較穩(wěn)定，其第一電離能比O大，故第二周期中，第一電離能比O大的元素共有3種，分別是N、F、Ne。(2)O3與SO2互為等電子體，結構相似，在二氧化硫分子中，硫原子的價層電子對數(shù)為2＋eq\f(6－2×2,2)＝3，中心原子的雜化方式為sp2，VSEPR模型為平面三角形，因此臭氧分子的中心原子的雜化方式也為sp2，VSEPR模型也為平面三角形；與臭氧分子互為等電子體的離子有NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))。(3)由于乙醇分子間可以形成氫鍵，而甲醚不可以，因此乙醇的沸點要高于甲醚；乙醇與鈣離子形成的化合物中含有配位鍵，乙醇分子中的O提供孤電子對，鈣離子提供空軌道。答案：(1)p3(2)sp2雜化平面三角形NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))(其他合理答案也可)(3)乙醇分子間可形成氫鍵13．構成物質的微粒種類及相互間的作用力是決定物質表現(xiàn)出何種物理性質的主要因素。(1)三氯化鐵常溫下為固體，熔點282℃，沸點315℃，在300℃以上易升華，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。據(jù)此判斷三氯化鐵晶體中存在的微粒間作用力有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)氫鍵作用常表示為“A—H…B”，其中A、B為電負性很強的一類原子，如__________(列舉三種)。X、Y兩種物質的分子結構和部分物理性質如下表，兩者物理性質有差異的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)鈣是人體所需的重要元素之一，有一種補鈣劑——抗壞血酸鈣的組成為Ca(C6H7O6)2·4H2O，其結構示意圖如下：該物質中存在的化學鍵類型包括________(填字母)。A．極性共價鍵 B．離子鍵C．非極性共價鍵 D．配位鍵(4)①CH2=CH2、②CH≡CH、③、④HCHO四種分子均能與H2發(fā)生加成反應，加成時這些分子中發(fā)生斷裂的共價鍵的類型是______。這四種分子中碳原子采取sp2雜化的是________(填序號)。答案：(1)極性共價鍵、范德華力(2)N、O、FX物質形成分子內(nèi)氫鍵，Y物質形成分子間氫鍵，分子間氫鍵使分子間作用力增大(3)ABCD(4)π鍵①③④14．X、Y、Z、V、W為五種前四周期元素，其中X是短周期(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素；Y與X同周期，其最高價氧化物對應的水化物呈兩性；Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子；V原子的核外電子排布式為1s22s22p63s2；W的原子序數(shù)為29，W的離子能與乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)形成配離子：(1)上述配離子中含有的化學鍵類型有__________(填字母)。a．配位鍵 b．極性鍵c．離子鍵 d．非極性鍵(2)Z的氫化物的空間構型是__________；該氫化物的沸點比甲烷的高，其主要原因是__________。(3)一定壓強下，將HF和HCl混合氣體降溫時，首先液化的物質是__________。(4)已知XeO3分子中氙原子上有1對孤對電子，則XeO3為________分子(填“極性”或“非極性”)；XeO3分子中中心原子的雜化類型為________；XeO3分子的空間構型為________。解析：(1)在短周期中，除稀有氣體外，X的原子半徑最大，為Na；Y的最高價氧化物對應的水化物具有兩性，為Al；Z原子的核外電子排布式為1s22s22p3，為N；V原子的核外電子排布式為1s22s22p63s2，為Mg；W的原子序數(shù)為29，為Cu。(2)NH3中N有一對孤對電子，空間構型為三角錐形。NH3分子間能形成氫鍵，沸點比CH4的高。(3)HF的沸點比HCl的沸點高，容易液化。(4)XeO3的成鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為1，Xe的雜化類型為sp3雜化，空間構型為三角錐形，屬于極性分子。答案：(1)abd(2)三角錐形氨分子間存在氫鍵(3)HF(4)極性sp3三角錐形15．K2Cr2O7是一種常見的強氧化劑，酸性條件下會被還原劑還原成Cr3＋。(1)Cr3＋能與OH－、CN－形成配合物[Cr(OH)4]－、[Cr(CN)6]3－。①Cr3＋的電子排布式可表示為________。②不考慮空間構型，[Cr(OH)4]－的結構可用示意圖表示為________。(若有配位鍵，用箭頭表示)③CN－與N2互為等電子體，寫出CN－的電子式：________。(2)K2Cr2O7能將乙醇氧化為乙醛，直至乙酸。①乙醛中碳原子的雜化方式有______、___________________。②乙酸的沸點是117.9℃，甲酸甲酯的沸點是31.5℃，乙酸的沸點高于甲酸甲酯的沸點的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①鉻為24號元素，鉻元素失去3個電子變成Cr3＋，所以Cr3＋核外有21個電子，根據(jù)構造原理知，該離子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3。②[Cr(OH)4]－中的Cr3＋與4個OH－形成配位鍵，可表示為。③根據(jù)氮氣分子的電子式寫出CN－的電子式，且CN－是離子，符合離子電子式的書寫規(guī)則，所以其電子式為。(2)①乙醛中甲基上的碳原子含有四個共價單鍵，所以甲基采用sp3雜化，醛基上碳原子含有3個共價單鍵，所以醛基上碳原子采用sp2雜化。答案：