普通化学作业复习思考题解答 (2)
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5 第五章 物质结构基础作业
1 是非题
(1)当主量子数2n时,角量子数l只能取1。 ( )
(2)p轨道的角度分布图为“8”形,这表明电子是沿“8”轨道运动的。( )
(3)多电子原子轨道的能级只与主量子数n有关。 ( )
解 (1)错。2n是l=0,1,2个值。
(2)错。电子运动无轨迹,只能用“概率”来描述。
(3)错。影响多电子能级的因素较为复杂;与主量子数n,角量子数l等都有关。
2 选择题(将所有正确答案的标号填入括号内)
(1)已知某元素+2价离子的电子分布式为2262610122333sspspd,该元素在周期表中所属的分区为 ( )
(a)s区 (b)d区 (c)ds区 (d)f区 (e)p区
(2)下列各晶体中熔化时只需要克服色散力的是 ( )
(a)21HgC (b)3CHCOOH (c)3223CHCHOCHCH
(d)2SiO (e)31CHC (f)2CS
(3)下列各分子中,中心原子在成键时以3sp不等性杂化的是 ( )
(a)21BeC (b)3PH (c)2HS (d)41SiC
(4)下列各物质的分子间只存在色散力的是 ( )
(a)2CO (b)3NH (c)2HS (d)HBr
(e)4SiF (f)31CHC (g)33CHOCH
(5)下列各种氢的化合物中含有氢键的是 ( )
(a)HBr (b)HF (c)4CH (d)HCOOH (e)33HBO
解 (1)选(c)。该元素原子外层电子构型是10234ds,属ds区。
5 (2)选(a)、(f)。晶体中只存在色散力的肯定是非极性分子形成的分子晶体(a)21HgC与(f)2CS均为直线性构型,结构对称的非极性分子。(c)3223CHCHOCHCH属不对称结构,可看作水中氢被乙基所取代而得;其中氧采用不等性3sp杂化轨道成键。而2SiO是典型的原子晶体。
(3)选(b)、(c)。
(4)选(a)、(e)。
(5)选(b)、(d)、(e)。判断分子间是否有氢键,必须明确其分子结构。XH……Y典型的氢键中,XY与应该是F、O或N原子。本题33HBO分子按结构可写成3BOH,表示B上连有3个OH键。
3 符合下列电子结构的元素,分别是哪一区的哪些(或哪一种)元素?
(1)最外层具有两个s电子和两个p电子的元素。
(2)外层具有6个3d电子和两个4s电子的元素。
(3)3d轨道全充满,4s轨道只有1个电子的元素。
解 (1)p区的C、Si、Ge、Sn、Pb
(2)d区的Fe
(3)ds区的Cu
4 下列各种元素各有哪些主要氧化值?并各举出一种相应的化合物。
(1)1C (2)Pb (3)Mn (4)Cr (5)Hg
解 以下所列化合物并非唯一解
(1)1C
氧化值 1 +1 +3 +5 +7
化合物 1KC 1HCO 21HCO 31HCO 41HCO
(2)Pb 氧化值 +2 +4
化合物 21PbC 2PbO
(3)Mn 氧化值 +2 +4 +6 +7
化合物 4MnSO 2MnO 24KMnO 4KMnO
5 (4)Cr 氧化值 +2 +3 +6
化合物 21CrC 31CrC 24KCrO
(5)Hg 氧化值 +1 +2
化合物 221HgC 21HgC
5 列表写出外层电子构型分别为23s、2322sp、10234ds、5134ds、1245ds的各元素的最高氧化值以及元素的名称。
解
外层电子构型 23s 2322sp 10234ds 5134ds 1245ds
元素 Mg N Zn Cr Y
最高氧化值 +2 +5 +2 +6 +3
6 填空题
(1)填充下表
原子序数 原子的外层电子结构 未成对电子数 周期 族 所属区
16
19
42
48
(2)下列各物质的化学键中,只存在键的是 ;同时存在键和键的是 。
(a)3PH (b)丁二烯 (c)丙烯腈 (d)2CO (e)2N
解
(1)
原子序数 原子的外层电子结构 未成对电子数 周期 族 所属区
16 2433sp 2 3 VIA p
19 14s 1 4 IA s
42 5145ds 6 5 VIB d
5 48 10245ds 0 5 IIB ds
(2)a ;b、c、d、e
简析 两个原子间以共价键结合的,此键一定是键。有重键的,除一个除外,其余一般均为键。其中2CO的结构可看成OCO;丙烯腈的结构为2CHCHCN。
8 写出下列各种离子的外层电子分布式,并指出它们的外层电子构型各属何种构型。
(1)2Sn (2)2Cd (3)2Fe (4)2Be
(5)2Se (6)2Cu (7)4Ti
解
离子 外层电子分布式 外层电子构型
2Sn 10245ds 18+2电子构型
2Cd 2610444spd 18
2Fe 266333spd 9~17
2Be 21s 2
2Se 2644sp 8
2Cu 269333spd 9~17
4Ti 2633sp 8
10 下列化合物晶体中既存在有离子键又有共价键的是哪些?
(1)NaOH (2)2NaS (3)21CaC (4)4NaSO (5)MgO
解 (1)NaOH (4)4NaSO
12 试写出下列各化合物分子的空间构型,成键时中心原子的杂化轨道类型以及分子的电偶极矩(是否为零)。
5 (1)4SiH (2)2HS (3)31BC (4)21BeC (5)3PH
解
化合物 分子空间构型 中心原子杂化轨道类型 分子电偶极矩
4SiH 正四面体形 3sp杂化 0
2HS V字型 不等性3sp杂化 0
31BC 平面三角形 2sp杂化 0
21BeC 直线型 sp杂化 0
3PH 三角锥形 不等性3sp杂化 0
14 下列各物质的分子之间,分别存在何种类型的分子间作用力?
(1)2H (2)4SiH (3)3CHCOOH (4)41CC (5)HCHO
解
分子 分子间作用力的类型
2H 色散力
4SiH 色散力
3CHCOOH 色散力、诱导力、取向力、氢键
41CC 色散力
HCHO 色散力、诱导力、取向力
17 判断下列各组中两种物质的熔点高低。
(1)NaF、MgO (2)BaO、CaO (3)SiC、41SiC (4)3NH、3PH
解 因离子晶体的熔点与晶体的晶格能大小有关。晶格能LEzzrr,晶格能越大,离子晶体越稳定,其熔点也越高。MgO与NaF
5 均属离子晶体,MgO中各离子的电荷数多于NaF,且其离子半径小于NaF中各离子半径,因此MgO的晶格能大于NaF的晶格能,MgO的熔点高。比较CaO和BaO的熔点高低,二者离子的电荷数相同,但22rCarBa,因此CaO的晶格能大于BaO的晶格能,CaO的熔点更高。
(1)MgO的熔点NaF的熔点。
(2)CaO的熔点BaO的熔点。
(3)熔点:SiC41SiC,因为SiC属原子晶体,晶体微粒间以较强的共价键结合。而41SiC属于分子晶体,分子间以较弱的分子间力相互作用。因此SiC的熔点高于41SiC。
(4)熔点:3NH3PH,因为3NH、3PH同属分子晶体,但3NH分子间除存在分子间力外还有氢键,因此3NH的熔点更高。
19 试判断下列各种物质各属何种晶体类型,并写出熔点从高到低的顺序。
(1)1KC (2)SiC (3)HI (4)BaO
解 (1)1KC与(4)BaO属离子晶体,(2)SiC属原子晶体,(3)HI属分子晶体;熔点从高到低的顺序为:(2)SiC(4)BaO(1)1KC(3)HI。