第十一章第二節(jié)1．某催化劑中含有的活性組分為Ni、Cu和Zn的化合物，可用于二氧化碳加氫制取甲醚。甲醚是乙醇的同分異構(gòu)體，其熔點(diǎn)為－141.5℃，沸點(diǎn)為－24.9℃，在加熱條件下可分解成甲烷、(1)乙醇的沸點(diǎn)比甲醚高，其主要原因是______________________________________。(2)甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為_(kāi)__________________________。(3)儲(chǔ)氫材料化合物A是乙烷的等電子體，其相對(duì)分子質(zhì)量為30.8，且A是由第二周期兩種氫化物形成的化合物。加熱A會(huì)緩慢釋放氫氣，同時(shí)A轉(zhuǎn)化為化合物B，B是乙烯的等電子體?；衔顰的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_____________(若含有配位鍵，要求用箭頭表示)，1mol化合物B中σ鍵的數(shù)目是________________。【答案】(1)乙醇分子間有氫鍵(2)sp2(3)5NA【解析】(2)甲醛的結(jié)構(gòu)式為，為平面結(jié)構(gòu)，碳原子采取sp2雜化。(3)乙烷(C2H6)為8原子，價(jià)電子總數(shù)為14，根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量為30.8，則A應(yīng)為BNH6，其結(jié)構(gòu)式為，加熱時(shí)，根據(jù)信息除生成H2外，還應(yīng)轉(zhuǎn)化為所以1mol該化合物中含有5NAσ鍵。2．原子形成化合物時(shí)，電子云間的相互作用對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)會(huì)產(chǎn)生影響。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)BF3分子的立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)_________，NF3分子的立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)_________。(2)碳原子有4個(gè)價(jià)電子，在形成化合物時(shí)價(jià)電子均參與成鍵，但雜化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四種分子中，碳原子采取sp雜化的分子是____________(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，下同)，采取sp2雜化的分子是__________，采取sp3雜化的分子是____________。試寫出一種有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，要求同時(shí)含有三種不同雜化方式的碳原子：_________。(3)已知H2O、NH3、CH4三種分子中，鍵角由大到小的順序是CH4>NH3>H2O，請(qǐng)分析可能的原因是______________________________________________________。(4)由于電荷的作用，陰、陽(yáng)離子形成化合物時(shí)離子的電子云會(huì)發(fā)生變化，使離子鍵逐漸向共價(jià)鍵過(guò)渡。陽(yáng)離子電荷數(shù)越多，陰離子半徑越大時(shí)，電子云變化越大，導(dǎo)致所形成的化合物在水中的溶解度越小。由此可知，四種鹵化銀(AgF、AgCl、AgBr和AgI)在水中的溶解度由大到小的順序?yàn)開(kāi)__________________________________________?！敬鸢浮?1)平面三角形三角錐形(2)CH≡CHCH2=CH2、CH3CH3(其他合理答案均可)(3)CH4分子中的C原子沒(méi)有孤電子對(duì)，NH3分子中N原子上有1對(duì)孤電子對(duì)，H2O分子中O原子上有2對(duì)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)數(shù)增多對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用增大，故鍵角逐漸減小(4)AgF>AgCl>AgBr>AgI【解析】(1)BF3分子中的B原子采取sp2雜化，所以其分子的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形；NF3分子中的N原子采取sp3雜化，其中一個(gè)雜化軌道中存在一對(duì)孤電子對(duì)，所以其分子的立體結(jié)構(gòu)為三角錐形。(2)乙烷分子中的碳原子采取sp3雜化，乙烯、苯分子中的碳原子均采取sp2雜化，乙炔分子中的碳原子采取sp雜化，同時(shí)含有三種不同雜化方式的碳原子的有機(jī)物分子中應(yīng)該同時(shí)含有烷基(或環(huán)烷基)、碳碳雙鍵(或苯環(huán))和碳碳三鍵。3．以天然氣(主要成分是CH4)為原料經(jīng)合成氣(主要成分為CO、H2)制化學(xué)品，是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主要技術(shù)路線。而采用渣油、煤、焦炭為原料制取合成氣，常因含羰基鐵[Fe(CO)5]等而導(dǎo)致以合成氣為原料合成甲醇和合成氨等生產(chǎn)過(guò)程中的催化劑產(chǎn)生中毒。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)[Fe(CO)5]中鐵的化合價(jià)為0，寫出鐵原子的基態(tài)電子排布式：___________。(2)與CO互為等電子體的分子和離子分別為_(kāi)_____和________(各舉一種即可，填化學(xué)式)，CO分子的電子式為_(kāi)_______，CO分子的結(jié)構(gòu)式可表示成_______________________。(3)在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3雜化的分子有__________，CH3OH的熔、沸點(diǎn)比CH4高，其主要原因是____________________________?！敬鸢浮?1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(2)N2CN－(或)(3)CH4、CH3OHCH3OH分子有極性，同時(shí)分子之間還存在著氫鍵4．W、M、X、Y、Z是周期表前36號(hào)元素中的四種常見(jiàn)元素，其原子序數(shù)依次增大。W的一種核素在考古時(shí)常用來(lái)鑒定一些文物的年代；M的氧化物是導(dǎo)致酸雨的主要物質(zhì)之一；X的某一種單質(zhì)在高空大氣層中保護(hù)人類免遭太陽(yáng)光中紫外線的強(qiáng)烈侵襲；Y的基態(tài)原子核外有6個(gè)原子軌道處于半充滿狀態(tài)；Z能形成紅色的Z2O和黑色的ZO兩種氧化物。(1)Y3＋基態(tài)電子排布式可表示為_(kāi)___________________。(2)MXeq\o\al(－,3)的空間構(gòu)型是________(用文字描述)。(3)M可形成多種氫化物，其中MH3的堿性強(qiáng)于M2H4的原因是______________。(4)根據(jù)等電子原理，WX分子的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)______________________________________。(5)1molWX2中含有的σ鍵數(shù)目為_(kāi)_______。(6)H2X分子中X原子軌道的雜化類型為_(kāi)_______?！敬鸢浮?1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3(2)平面正三角形(3)N2H4分子中N為－2價(jià)，而NH3分子中N為－3價(jià)，電負(fù)性更大，導(dǎo)致N原子的孤電子對(duì)更易提供出來(lái)與H＋結(jié)合(4)C≡O(shè)(或)(5)2NA(6)sp3雜化【解析】W的一種核素在考古時(shí)常用來(lái)鑒定一些文物的年代，故W為C元素；M的氧化物是導(dǎo)致酸雨的主要物質(zhì)之一，則M為N元素或S元素；X的某一種單質(zhì)在高空大氣層中保護(hù)人類免遭太陽(yáng)光中紫外線的強(qiáng)烈侵襲，則X是O元素，故M為N元素；Y的基態(tài)原子核外有6個(gè)原子軌道處于半充滿狀態(tài)，則Y的價(jià)電子排布為3d54s1，故Y為Cr元素，Z能形成紅色的Z2O和黑色的ZO兩種氧化物，故Z為Cu元素。(1)NOeq\o\al(－,3)中，N的σ鍵數(shù)為3，孤電子對(duì)數(shù)為(5＋1－3×2)/2＝0，所以其空間構(gòu)型為平面正三角形。(6)H2O分子中，O的σ鍵數(shù)為2，孤電子對(duì)數(shù)為(6－2)/2＝2，故H2X分子中X原子軌道的雜化類型為sp3雜化。5．A、B、C、D、E、F、G均是原子序數(shù)小于36的元素。A的基態(tài)原子外圍電子排布式為3s2；B原子的L電子層的p能級(jí)上有一個(gè)空軌道；C元素的基態(tài)原子最外層有3個(gè)未成對(duì)電子，次外層有2個(gè)電子；D原子的2p軌道上有1個(gè)電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反；E是海水中除氫、氧元素外含量最高的元素；F和G在周期表中既處于同一周期又位于同一族，且原子序數(shù)F比G小2。根據(jù)信息回答下列問(wèn)題：(1)C的外圍電子排布圖為_(kāi)__________________。C與氫元素可分別形成含10個(gè)電子的分子、陰離子和陽(yáng)離子，陽(yáng)離子中中心原子的雜化類型為_(kāi)_______；分子的VSEPR模型名稱為_(kāi)_______；陰離子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______。(2)G的價(jià)電子排布式為_(kāi)_______。用電子式表示化合物AE2的形成過(guò)程：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)F與BD易形成配合物F(BD)5，在F(BD)5中F的化合價(jià)為_(kāi)_______；與BD分子互為等電子體的分子和離子分別為_(kāi)_______和________(填化學(xué)式)。(4)E有多種含氧酸根離子：①EO－、②EOeq\o\al(－,2)、③EOeq\o\al(－,3)、④EOeq\o\al(－,4)，其中空間構(gòu)型為四面體形的是________(填序號(hào))。(5)B、C、D、E原子相互化合形成的分子有多種，請(qǐng)列舉兩種分子內(nèi)所有原子都滿足最外層達(dá)8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的分子：____________________________(寫分子式)。【答案】(1)sp3正四面體形V形(2)3d84s2(3)0價(jià)N2CN－(4)④(5)CO2、NCl3、CCl4、COCl2、N≡C—C≡N等中的任意2個(gè)【解析】A的基態(tài)原子外圍電子排布式為3s