高考化学复习 分子结构与性质习题含解析
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分子结构与性质1.钛被誉为“21世纪的金属”,可呈现多种化合价,其中以+4价的Ti最为稳定。
回答下列问题:(1)基态Ti原子的价电子排布图为___________。
(2)已知电离能:I2(Ti)=1310 kJ·mol-1,I2(K)=3051 kJ·mol-1,I2(Ti)<I2(K),其原因为___________。
(3)钛某配合物可用于催化环烯烃聚合,其结构如图所示:①钛的配位数为___________,碳原子的杂化类型___________。
②该配合物中存在的化学键有___________(填字母代号)。
A.离子键 B.配位键 C.金属键 D.共价键 E。
氢键【答案】 K+失去的是全充满的3p6电子,Ti+失去的是4s1电子,相对较易失去,故I2(Ti)<I2(K) 6 sp3、sp2 BD【详解】(1)基态Ti原子的价电子排布式为3d24s2,则基态Ti原子的价电子排布图为;(2)从价电子轨道的能量来看,K+失去的是全充满的3p6电子,而Ti+失去的是4s1电子,相对较易失去,故I2(Ti)<I2(K);(3)①从结构图可以看出,Ti与6个原子形成共价键,所以钛的配位数为6,在配合物分子中,碳原子既形成单间,也形成双键,价层电子数分别为4和3,所以碳原子的杂化类型为sp3和sp2;②该配合物中,存在中心原子与配体间的配位键,其他非金属原子之间形成共价键,故答案选BD;2.铁、钴均为第四周期VIII族元素,它们的单质及化合物具有广泛用途。
回答下列问题:(1)基态Co2+中成单电子数为___________;Fe和Co的第三电离能I3(Fe)___________ I3(Co)(填“>”“<”或“=”)。
(2)化学上可用EDTA测定Fe2+和Co2+的含量。
EDTA的结构简式如图所示:①EDTA 中电负性最大的元素是___________ ,其中C 原子轨道杂化类型为___________;②EDTA 存在的化学键有___________(填序号)。
高考化学复习分子结构与性质1.下列说法不正确的是( )A.σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强B.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键C.气体单质中,一定有σ键,可能有π键D.N2分子中有一个σ键,两个π键解析:单键均为σ键,双键和三键中各存在一个σ键,其余均为π键。
稀有气体单质中,不存在化学键。
答案:C2.(2019·安徽师大附中模拟)现有下列两组命题,②组命题正确,且能用①组命题正确解释的是( )选项①组②组A H—I键的键能大于H—Cl键的键能HI比HCl稳定B H—I键的键能小于H—Cl键的键能HI比HCl稳定C HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力HI的沸点比HCl的高D HI分子间的范德华力小于HCl分子间的范德华力HI的沸点比HCl的低比HC l高,是由于HI的相对分子质量大于HCl的相对分子质量,HI分子间作用力大于HCl 分子间作用力,故C正确、D错误。
答案:C3.N2的结构可以表示为,CO的结构可以表示为,其中椭圆框表示π键,下列说法不正确的是( )A.N2分子与CO分子中都含有三键B.CO分子中有一个π键是配位键C.N2与CO互为等电子体D.N2与CO的化学性质相同解析:N2化学性质相对稳定,CO具有比较强的还原性,两者化学性质不同。
答案:D4.CH+3、—CH3、CH-3都是重要的有机反应中间体,有关它们的说法错误的是( ) A.它们互为等电子体,碳原子均采取sp2杂化B.CH-3与NH3、H3O+互为等电子体,几何构型均为三角锥形C.CH+3中的碳原子采取sp2杂化,所有原子均共面D.2个—CH3或1个CH+3和1个CH-3结合均可得到CH3CH3解析:CH+3、—CH3、CH-3分别具有6个、7个和8个价电子,电子总数分别是8个、9个和10个,它们不是等电子体,A选项说法错误;CH-3与NH3、H3O+均具有8个价电子、4个原子,互为等电子体,几何构型均为三角锥形,B选项说法正确;根据价层电子对互斥模型,CH+3中C原子的价电子对数为3 ,碳原子采取sp2杂化,其空间构型是平面三角形,C选项说法正确;2个—CH3或1个CH+3和1个CH-3结合都能得到CH3CH3, D选项说法正确。
2024届全国高考(统考版)化学复习历年真题好题专项(分子结构与性质)练习 1.[2023ꞏ湖北卷]W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素,其中X、Y、Z 相邻,W的核外电子数与X的价层电子数相等,Z2是氧化性最强的单质,4种元素可形成离子化合物(XY)+(WZ4)-。
下列说法正确的是()A.分子的极性:WZ3<XZ3B.第一电离能:X<Y<ZC.氧化性:X2Y3<W2Y3D.键能:X2<Y2<Z22.[2023ꞏ新课标卷]“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2),其反应历程如下所示。
下列说法错误的是()A.NH2OH、NH3和H2O均为极性分子B.反应涉及N-H、N-O键断裂和N-N键生成C.催化中心的Fe2+被氧化为Fe3+,后又被还原为Fe2+D.将NH2OH替换为ND2OD,反应可得ND2ND23.某多孔储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。
下列说法正确的是()A.氢化物沸点:X>YB .原子半径:M<X<Y<ZC .第一电离能:W<X<Y<ZD .阴、阳离子中均有配位键4.[2022ꞏ湖北卷]磷酰三叠氮是一种高能分子,结构简式为O===P(N 3)3。
下列关于该分子的说法正确的是( )A .为非极性分子B .立体构型为正四面体形C .加热条件下会分解并放出N 2D .分解产物NPO 的电子式为N ⋮⋮P ∶O ∶ꞏꞏꞏꞏ5.[2023ꞏ湖北卷]价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。
下列说法正确的是( )A .CH 4和H 2O 的VSEPR 模型均为四面体B .SO 2-3 和CO 2-3 的空间构型均为平面三角形C .CF 4和SF 4均为非极性分子D .XeF 2与XeO 2的键角相等6.[2022ꞏ辽宁卷]理论化学模拟得到一种N +13 离子,结构如图。
分子结构与性质一、单选题1.下列有关说法正确的是A .水分子间的氢键是一个水分子中氢原子与另一个水分子中的氧原子间形成的化学健B .Na 与水反应时,增加水的用量可以明显加快化学反应速率C .纯碱溶液清洗油污时,加热可以增强其去污力D .向海水中加入净水剂明矾可以使海水淡化2.缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共用电子使其价层电子数达到8,H 原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。
下列说法错误的是( )A .NH 3、BF 3、CCl 4中只有BF 3是缺电子化合物B .BF 3、CCl 4中心原子的杂化方式分别为sp 2、sp 3C .BF 3与NH 3反应时有配位键生成D .CCl 4的键角小于NH 33.砷化氢(AsH 3)是一种无色、可溶于水的气体,其分子构型是三角锥形。
下列关于AsH 3的叙述中正确的是A .AsH 3分子中有未成键的电子对B .AsH 3是非极性分子C .AsH 3是强氧化剂D .AsH 3分子中的As -H 键是非极性键 4.X 、Y 、Z 、W 、G 五种短周期主族元素,其原子序数依次增大。
已知Y 、W 同主族,Y 的最外层电子数是Z 的6倍,X 和Z 的质子数之和等于G 的质子数。
下列说法正确的是A .化合物WY 2能使溴水褪色表现为漂白性B .G 的简单阴离子比W 的简单阴离子还原性强C .X 、Y 、W 三种元素气态氢化物的沸点依次升高D .Z 与W 形成的化合物中可能含有共价键5.HCHO 与[Zn(CN)4]2-在水溶液中发生反应:()()2222244 4HCHO Zn CN 4H 4H O Zn H O 4HOCH CN -++⎡⎤⎡⎤+++=+⎣⎦⎣⎦,下列有关说法正确的是 A .[Zn(CN)4]2-中存在共价健和离子键B .HCHO 中碳原子以sp 2的形式杂化C.CN-中的σ键和π键数目相同D.Zn原子的3d能级中有空轨道6.M、N、W、K四种元素在元素周期表中的位置如图所示。
高中化学《分子结构与性质》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:________________一、单选题1.下列分子中不.存在π键的是()A.CH4B.C2H4C.C2H2D.C6H6ClO 分子的空间构型是()2.气态3A.直线形B.平面三角形C.四面体形D.三角锥形3.化合物X是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式如图,下列说法中正确的是()A.X分子中只有极性键没有非极性键B.X分子中的共用电子对数为11C.1molX分子中所含的σ键数目为10N A D.X是共价化合物4.下列叙述正确的是()A.含有极性键的分子一定是极性分子B.MCO3型碳酸盐,其分解温度越高,则分解后生成的金属氧化物的晶格能越大C.共价键产生极性根本原因是成键原子的原子核吸引共用电子对能力不同D.含有共价键的晶体一定是原子晶体5.下列说法中正确的是()A.碘化氢的范德华力比溴化氢的大,碘化氢稳定性强B.甲酸甲酯和乙酸相对分子质量相同,熔点相近C.氯化钠和氯化氢熔化时,破坏的都是离子键D.干冰气化和碘升华克服的作用力相同6.能用键能大小解释的是()A.稀有气体一般很难发生化学反应B.常温常压下,氟气的密度小于氯气C.相同条件下,NH3在水中的溶解度大于PH3D.SiC晶体的熔点比晶体硅的高7.设A N 为阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是( )A .78g 苯含有碳碳双键的数目为3A NB .46g 乙醇中的极性键数目为7A NC .420.5molCuSO 5H O ⋅晶体中含有2Cu +数目小于0.5A ND .标准状况下,22.4L 丙炔含有的π键数目为A N8.2CS 是一种重要的化工原料。
工业上可以利用硫(8S )与4CH 为原料制备2CS 。
下列有关说法错误的是( )A .2CS 的熔沸点比2CO 高B .2CS 可氧化为2CO 、2SOC .8S 分子中S 原子采用2sp 杂化D .2CS 是直线形的非极性分子9.第ⅤA 族元素的原子R 与A 原子结合形成RA 3气态分子,其立体结构呈三角锥形。
分子结构与性质【学习目标】1、了解物质中存在的作用及强弱判断;2、学会用价键理论预测和判断分子的空间构型;3、掌握配合物的结构和组成判断;4、理解分子性质的预测和判断方法。
【知识网络】【要点梳理】要点一、共价键与分子间作用力的本质及对物质性质的影响1、共价键的类型和成键方式【注意】①s—sσ键没有方向性。
②通常情况下σ键比π键稳定,但N2分子中π键比σ键稳定。
2、共价键与分子间作用力的比较【注意】①氢键不是化学键(原因:氢键是分子间一种较弱的作用力)。
②共价键影响结构特殊的物质(如原子晶体,后面将学到)的物理性质。
③化学键和分子间作用力都是电性作用。
要点二、分子空间构型的判断价层电子对互斥理论价层电子对数成键电子对数孤电子对数电子对空间构型分子类型分子空间构型实例2 2 0 直线型AB2直线形BeCl2、CO2、CS23 3 0 三角形AB3平面直角形BF3、SO3、BCl32 1 AB2V形SnBr24 4 0 四面体形AB4正四面体形CH4、CCl4、NH4+3 1 AB3三角锥形NH3、PCl3、PH32 2 AB2V形H2O、H2S杂杂化类型杂化轨道杂化轨道间夹角分子空间构型实例化轨道理论数目类型sp 2 180°AB2直线形BeCl2、CO2、CS2 sp2 3 120°AB3平面三角形HCHOAB2V形SO2sp3 4 109°28′AB4正四面体形CH4、CCl4AB3三角锥形NH3、H3O+AB2V形H2O【注意】当中心原子上没有孤电子对时,杂化轨道理论和价层电子对互斥理论对分子空间构型的预测结论一致。
要点三、分子的性质1、分子类型与分子极性、空间构型、共价键类型的关系分子类型空间构型键角键的极性分子极性常见物质A ——————非极性分子He、Ne、Ar等A2直线(对称)形——非极性键非极性分子H2、O2、N2等AB 直线(非对称)形——极性键极性分子HX、CO、NO等AB2直线(对称)形180°极性键非极性分子CO2、BeCl2等A2B V(不对称)形<180°极性键极性分子H2O、H2S等AB3正三角(对称)形120°极性键非极性分子BF3、SO3等AB3三角锥(不对称)形<120°极性键极性分子NH3、PCl4等AB4正四面体(对称)形109°28′极性键非极性分子CH4、CCl4等【注意】①由成键原子的类型判断键的极性,由分子空间构型的对称性判断分子的极性。
分子结构与性质1.右图为冰的一种骨架形式,依此为单位向空间延伸,则x mol冰中含有多少mol氢键:A.2x B.4x C.6x D.8x【解答】答案A解析:中心水分子和周围四个水分子形成四个氢键,四个氢键为两个水分子共用,平均到每个水分子含两个氢键。
2.在空气中不易变质的是A.Na2SO3 B.NaHSO4 C.亚硫酸 D.氢硫酸【解答】答案B3.下列说法不正确...的是()。
A.活化分子具有比普通分子更高的能量B.参加反应的物质的性质是决定化学反应的重要因素C.反应物分子(或离子)间的每次碰撞是反应的先决条件D.增大反应物浓度,可增大活化分子的百分数,所以反应速率加快【解答】答案D4.下列物质中,既含有离子键又含有非极性键的是A.Na2O2 B.CO2 C.苯 D.NH4Cl【解答】答案A试题分析:Na2O2是离子化合物有离子键,O22-中的共价键是同种原子形成的共价键,是非极性共价键,A对;CO2是共价化合物。
没有离子键,B错;苯是共价化合物,没有离子键,C错;NH4Cl是离子化合物有离子键,但NH4+中的共价键是极性共价键,D错。
考点:离子化合物、共价化合物、共价键的种类。
-),在这个过程中,下列描述不合理的5.甲烷分子(CH4)失去一个H+,形成甲基阴离子(CH3是A.碳原子的杂化类型发生了改变 B.微粒的形状发生了改变C.微粒的稳定性发生了改变 D.微粒中的键角发生了改变【解答】答案A试题分析:A.在甲烷分子(CH4)中C原子的杂化方式是sp3杂化,当其失去一个H+,形成甲-),碳原子的杂化类型不发生改变,错误。
B.微粒的形状由正四面体变为三基阴离子(CH3-不稳定。
因此微粒的稳定性发棱锥型,发生了改变。
正确。
C.甲烷能够温度存在,而CH3生了改变,正确。
D.由于微粒的形状发生了改变,所以微粒中的键角也就必然发生改变,正确。
)的结构与性质的关系的知识。
考点:考查甲烷分子与甲基阴离子(CH36.一定条件下,氨气与氟气发生反应:4NH3+3F2 NF3+3NH4F,其中NF3分子构型与NH3相似。
高三化学分子结构和性质试题答案及解析1.近年来,科学家合成了一种稳定的氢铝化合物Al2H6。
Al2H6的球棍模型如下图所示,它的熔点为150℃,可用作高能燃料或储氢材料。
下列说法正确的是 ( )A.Al2H6可以燃烧,产物为氧化铝和水B.1mol Al2H6中约含有4.8×1024个σ键C.60g Al2H6中含铝原子约为1.2×1023个D.Al2H6在固态时所形成的晶体是离子晶体【答案】A【解析】A. 氢铝化合物Al2H6燃烧,其中Al变为Al2O3,H变为H2O。
因此燃烧产物为氧化铝和水。
正确。
B、在Al2H6中Al化合价为+3价,H为-1价,每1mol Al2H6中含有6mol的Al—H键。
即含3.6×1024个σ键.错误。
C、Al2H6的式量为60,所以60g Al2H6的物质的量为1mol。
含铝原子约为1.2×1024个.错误。
D、根据Al2H6的熔点为150℃可确定在固态时所形成的晶体是分子晶体。
离子晶体熔化要克服离子键,键能大,熔点高。
错误。
【考点】考查氢铝化合物Al2H6的结构与性质的关系的知识。
2.纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。
单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热,可用作燃料。
已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:(1)某同学根据上述信息,推断B的核外电子排布如图所示,该同学所画的电子排布图违背了。
(2)ACl2分子中A的杂化类型为。
(3)我国部分城市雾霾天占全年一半,引起雾霾的PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有机颗粒物及扬尘等,其中SO42-的空间构型是 (用文字描述),与NO3-互为等电子体的分子是。
(4)科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图所示,该物质在低温时是一种超导体。
写出基态钾原子的价电子排布式,该物质的K原子和C60分子的个数比为。
分子结构与性质1.通常状况下,NCl3是一种油状液体,其分子立体构型与氨分子相似,下列对NCl3的有关叙述正确的是( )A.NCl3分子中N—Cl键的键长比CCl4分子中C—Cl键的键长长B.NCl3分子是非极性分子C.分子中的所有原子均达到8电子稳定结构D.NBr3比NCl3易挥发2.通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。
人们发现等电子体的空间结构相同,则下列有关说法中正确的是( )A.CH4和NH+4是等电子体,键角均为60°B.NO-3和CO2-3是等电子体,均为平面三角形结构C.H3O+和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构D.B3N3H6和苯是等电子体,B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道3.(2020·武汉模拟)用价层电子对互斥理论(VSEPR)预测H2S和COCl2的立体构型,两个结论都正确的是( )A.直线形;三角锥形B.V形;三角锥形C.直线形;平面三角形D.V形;平面三角形4.(2020·天门高三模拟)下列现象与氢键有关的是( )①NH3的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液态水的密度小④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低⑤水分子在较高温度下也很稳定A.①②③⑤B.①②③④⑤C.①②③④D.①③④⑤5.(2020·衡水高三模拟)用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的立体构型,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是( ) A.SO2、CS2、HI都是直线形的分子B.BF3键角为120°,SnBr2键角大于120°C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子6.(教材改编题)已知N—N、N===N和N≡N键能之比为1.00∶2.17∶4.90,而C—C、C===C、C≡C键能之比为1.00∶1.77∶2.34。
高考化学复习分子结构与性质1.下列说法不正确的是( )A.σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强B.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键C.气体单质中,一定有σ键,可能有π键D.N2分子中有一个σ键,两个π键解析:单键均为σ键,双键和三键中各存在一个σ键,其余均为π键。
稀有气体单质中,不存在化学键。
答案:C2.(2019·安徽师大附中模拟)现有下列两组命题,②组命题正确,且能用①组命题正确解释的是( )选项①组②组A H—I键的键能大于H—Cl键的键能HI比HCl稳定B H—I键的键能小于H—Cl键的键能HI比HCl稳定C HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力HI的沸点比HCl的高D HI分子间的范德华力小于HCl分子间的范德华力HI的沸点比HCl的低比HC l高,是由于HI的相对分子质量大于HCl的相对分子质量,HI分子间作用力大于HCl 分子间作用力,故C正确、D错误。
答案:C3.N2的结构可以表示为,CO的结构可以表示为,其中椭圆框表示π键,下列说法不正确的是( )A.N2分子与CO分子中都含有三键B.CO分子中有一个π键是配位键C.N2与CO互为等电子体D.N2与CO的化学性质相同解析:N2化学性质相对稳定,CO具有比较强的还原性,两者化学性质不同。
答案:D4.CH+3、—CH3、CH-3都是重要的有机反应中间体,有关它们的说法错误的是( ) A.它们互为等电子体,碳原子均采取sp2杂化B.CH-3与NH3、H3O+互为等电子体,几何构型均为三角锥形C.CH+3中的碳原子采取sp2杂化,所有原子均共面D.2个—CH3或1个CH+3和1个CH-3结合均可得到CH3CH3解析:CH+3、—CH3、CH-3分别具有6个、7个和8个价电子,电子总数分别是8个、9个和10个,它们不是等电子体,A选项说法错误;CH-3与NH3、H3O+均具有8个价电子、4个原子,互为等电子体,几何构型均为三角锥形,B选项说法正确;根据价层电子对互斥模型,CH+3中C原子的价电子对数为3 ,碳原子采取sp2杂化,其空间构型是平面三角形,C选项说法正确;2个—CH3或1个CH+3和1个CH-3结合都能得到CH3CH3, D选项说法正确。
答案:A5.通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。
人们发现等电子体的空间结构相同,则下列有关说法中正确的是( )A.CH4和NH+4是等电子体,键角均为60°B.NO-3和CO2-3是等电子体,均为平面三角形结构C.H3O+和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构D.B3N3H6和苯是等电子体,B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道解析:甲烷是正四面体形结构,键角是109°28′,A错;NO-3和CO2-3是等电子体,均为平面三角形结构,B对;H3O+和PCl3的价电子总数不相等,不互为等电子体,C错;苯分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道,故B3N3H6分子中也存在,D错。
答案:B6.用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是( )A.SO2、CS2、HI都是直线形的分子B.BF3键角为120°,SnBr2键角大于120°C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子解析:A项,SO2是V形分子,CS2、HI是直线形的分子,错误;B项,BF3键角为120°,是平面三角形结构;而Sn原子价电子数是4,在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键,还有一对孤电子对,对成键电子有排斥作用,使键角小于120°,错误;C项,CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子,正确;D项,PCl3、NH3都是三角锥形的分子,而PCl5是三角双锥形分子,错误。
答案:C7.(2019·广州模拟)通常状况下,NCl3是一种油状液体,其分子立体构型与氨分子相似,下列对NCl3的有关叙述正确的是( )A.NCl3分子中N—Cl键的键长比CCl4分子中C—Cl键的键长长B.NCl3分子是非极性分子C.NCl3分子中的所有原子均达到8电子稳定结构D.NBr3比NCl3易挥发解析:因碳原子半径比氮原子的大,故N—Cl键的键长比C—Cl键的键长短;NCl3分子立体构型类似NH3,故NCl3是极性分子;NBr3与NCl3二者结构相似,由于NBr3的相对分子质量较大,分子间作用力较大,所以NBr3的沸点比NCl3高,因此NBr3比NCl3难挥发。
答案:C8.(1)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。
①NH3分子的立体构型是______________;N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是____________。
②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 038.7 kJ·mol-1若该反应中有4 mol N—H键断裂,则形成的π键有________mol。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。
N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4晶体内不存在________(填序号)a.离子键b.共价键c.配位键d.范德华力(2)ⅥA族元素氧、硫、硒(Se)的化合物在研究和生产中有许多重要用途。
回答下列问题:①H2Se的酸性比H2S________(填“强”或“弱”)。
气态SeO3分子的立体构型为________,SO2-3离子的立体构型为________。
②H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步几乎完全电离,K2为1.2×10-3,请根据结构与性质的关系解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因:__________________________________________________________________________________。
解析:(1)①NH3分子中氮原子的杂化方式为sp3杂化,其分子的立体构型为三角锥形;氨基(—NH2)中氮原子的杂化方式也为sp3杂化,其分子的空间构型为V形。
N2H4的结构为H2N—NH2,相当于2个氨基,所以氮原子的杂化方式也为sp3杂化。
②1个N2H4分子含有4个N—H键,即4 mol N—H键断裂同时生成1.5 mol N2,N2的结构式为N≡N,含1个σ键和2个π键,所以会形成3 mol π键;③N2H6SO4和(NH4)2SO4都是离子晶体,N2H2+6和SO2-4之间存在离子键,N2H2+6中N和H之间形成6个共价键(其中2个配位键),N和N之间形成共价键,SO2-4中S和O之间形成共价键,不含范德华力。
(2)①Se的原子半径大于S的原子半径,H2Se与H2S相比,H2Se中Se原子对H原子的作用力较弱,H2Se在水中更容易电离出H+,所以其酸性较强;SeO3中Se原子采取sp2杂化,故其立体构型为平面三角形;SO2-3中S原子采取sp3杂化,故其立体构型为三角锥形。
②H2SeO3中Se为+4价,而H2SeO4中Se为+6价,Se的正电性更高,导致Se—O—H中O原子的电子向Se原子偏移,因而在水分子的作用下,也就越容易电离出H+,即酸性越强。
答案:(1)①三角锥形sp3②3 ③d (2)①强平面三角形三角锥形②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se—O—H中O的电子更易向Se偏移,越易电离出H+9.科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。
(1)下列关于CH4和CO2的说法正确的是___________________(填序号)。
a.固态CO2属于分子晶体b.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4熔点低于CO2d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp(2)在Ni基催化剂作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。
Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有________mol σ键。
(3)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。
CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
分子分子直径/nm分子与H2O的结合能E/kJ·m ol-1CH40.436 16.40CO20.512 29.91____________________________________________________。
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。
已知图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是______________________________________________________________________。
解析:(1)CO2是由非金属元素形成的分子晶体,a选项正确;CH4分子是正四面体结构,其为非极性分子,b选项错误;CH4和CO2都是分子晶体,分子晶体的相对分子质量越大,熔、沸点越高,c选项错误;CH4为正四面体结构,故碳原子的杂化类型是sp3,CO2为直线形分子,故碳原子的杂化类型是sp,d选项正确。
(2)1个CO分子中存在1个σ键,而Ni(CO)4中Ni与CO之间还存在4个σ键,故1 mol Ni(CO)4中含有8 mol σ键。
(3)①“可燃冰”中存在范德华力,另外水分子间还存在氢键。
②分子与H2O的结合能越大表明越容易与H2O结合,且CO2的分子直径小于笼状结构的空腔直径。
答案:(1)ad (2)8 (3)①氢键、范德华力②CO2的分子直径小于笼状结构的空腔直径,且与H2O的结合能大于CH410.在人类文明的历程中,许多物质发挥过重要作用,如铁、硝酸钾、青霉素、聚乙烯、二氧化硅、富勒烯、含铬物质等。
(1)Fe3+在基态时,价电子排布式为________________________。
(2)KNO3中NO-3的立体构型为_________________________,写出与NO-3互为等电子体的另一种阴离子的化学式:________。
(3)6氨基青霉烷酸的结构如图所示。
结构中S原子的杂化方式是__________;组成中C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是______________________________________________。