高中化學 專題4 分子空間結構與物質性質 4.1.3 分子構型與物質的性質單元整合同步訓練 蘇教版選修3

專題4 分子空間結構與物質性質 4.1.3 分子構型與物質的性質(時間：30分鐘)1. 同一族的組成相同的化合物的結構具有相似性，如H2O和H2S，CO2和CS2，據(jù)此可以推斷CS2的鍵角和分子的空間構型為 （）。A.90V形 B.90直線形C.180直線形 D.107.5V形答案C2. 原子軌道的雜化不但出現(xiàn)在分子中，原子團中同樣存在。在SO42中S原子的雜化方式為 （）。A.sp B.sp2 C.sp3 D.無法判斷答案C3.下列各分子中，所有原子都滿足最外層為8個電子結構的是 （）。A.H2O B.BF3 C.CCl4 D.PCl5解析對于水分子來講，H原子核外只能滿足2個電子的相對穩(wěn)定結構；BF3中的B元素最外層只有3個電子，與3個F共用3對共用電子對，最外層只有6個電子；對于PCl5來講，P元素最外層有5個電子，與5個Cl原子形成共價鍵，則P最外層電子數(shù)會超過8個電子。只能選擇C。答案C4.N2F2存在順式和反式兩種分子，據(jù)此判斷N2F2分子中兩個N原子之間化學鍵的組成為 （）。A.僅有一個鍵 B.僅有一個鍵C.一個鍵和一個鍵 D.一個鍵和兩個鍵解析可以和C2H4分子相比較。N原子最外層電子排布為2s22px12py12pz1，在形成N2F2分子時，N原子發(fā)生sp2雜化形成三個平面三角形的sp2雜化軌道，其中的一個sp2雜化軌道被孤電子對占有。N原子之間以sp2雜化軌道重疊形成一個sp2sp2型鍵，同時垂直于sp2雜化軌道平面并有一個未成對電子的p軌道“肩并肩”重疊形成一個鍵，故N原子之間以N=N結合。然后，每個N原子以一個sp2雜化軌道與F原子的p軌道重疊形成sp2p型鍵，形成如下兩種分子：NFNF（順式） NFNF（反式） 答案C5. 乙炔分子中的碳原子采取的雜化軌道是 （）。A.sp雜化 B.sp2雜化 C.sp3雜化 D.dsp雜化解析乙炔的結構式為HCCH，將碳碳叁鍵中的叁鍵看做一對成鍵電子，由價層電子對互斥模型知，兩個碳原子均采取了sp雜化。答案A6. 苯分子不能使酸性高錳酸鉀褪色的原因是（）。A.分子中不存在鍵B.分子中存在6電子大鍵，結構穩(wěn)定C.分子是平面結構D.分子中只存在鍵解析苯分子中既有鍵，又有鍵，不能使KMnO4褪色的原因，一定是其結構穩(wěn)定，而結構穩(wěn)定的原因是存在大鍵。答案B7. 根據(jù)等電子原理，下列各組分子或離子的空間構型不相似的是（）。A.NH4和CH4 B.H3O和NH3C.NO3和CO32 D.CO2和H2O解析根據(jù)等電子原理，CO2和H2O二者原子數(shù)相等，但價電子數(shù)不等，不是等電子體。答案D8.下列分子中，空間結構為平面三角形的是（）。A.HgCl2 B.BF3 C.SiCl4 D.SF6解析B原子以sp2雜化，形成3個sp2雜化軌道，所以BF3是平面三角形。答案B9. 下列分子中，鍵角最大的是（）。A.H2S B.H2O C.CCl4 D.NH3解析H2S、H2O的鍵角：104.5，CCl4鍵角：109.5，NH3鍵角：10718。答案C10. 下列敘述中不正確的是（）。A.鹵化氫分子中，鹵素的非金屬性越強，共價鍵的極性越強，穩(wěn)定性也越強B.以極性鍵結合的分子不一定是極性分子C.判斷A2B或AB2型分子是極性分子的依據(jù)是具有極性鍵且分子構型不對稱、鍵角小于180的非直線形結構D.非極性分子中，各原子間都應以非極性鍵結合解析鹵素從F到I電負性逐漸減小，原子半徑逐漸增大，與H原子形成的共價鍵的穩(wěn)定性減弱，極性減小，A正確；以極性鍵結合的分子，如果正負電荷重心重合，應是非極性分子，非極性分子中也可能含極性鍵，B正確、D錯誤；C項中分子不對稱，正負電荷重心不重合，C正確。答案D11.許多單質或化合物，易溶于含該元素的鹽溶液、酸溶液或熔融液中，如I2易溶于KI溶液中，S易溶于K2S溶液中，KF易溶于HF中。下列工業(yè)生產中應用了上述相似相溶規(guī)則的是 （）。A.煉鐵 B.制硝酸C.制發(fā)煙硫酸 D.合成氨解析利用題給信息可知SO3應易溶于SO3對應的酸，即H2SO4溶液中，故C項符合題意；其他選項都是利用化學反應原理制備，與相似相溶規(guī)則無關。答案C12.據(jù)報道，美國科學家卡爾克里斯特于1998年11月2日合成了一種名為“N5”的物質，由于其極強的爆炸性，又稱為“鹽粒炸彈”。迄今為止，人們對它的結構尚不清楚，只知道“N5”實際上是帶正電荷的分子碎片，其結構是對稱的，5個N排列成V形。如果5個N結合后都達到8個電子結構，且含有2個氮氮叁鍵，則“N5”分子碎片所帶電荷是，寫出它的電子式：。解析由于5個N結合，都達到8電子結構，且含有兩個NN叁鍵，故NN只能在鏈端，其結構為NNNNN，兩個NN單鍵為配位鍵（電子對由靠近叁鍵的N提供，故中間的N原子需失去一個電子達到穩(wěn)定結構）。答案113. 從第3周期中找出符合下列要求的元素的正確組合填空（還可用上H、C元素）。（1）三核18電子，sp3雜化，空間構型呈折線形的電子式為。（2）五核18電子，sp3雜化，空間構型呈正四面體形的化學式為。（3）五核18電子陽離子的符號為，其雜化類型是，離子結構為。（4）三核38電子，sp雜化，空間呈直線形的結構式為_。解析第3周期元素形成的三核18電子的H2S分子中的S原子為sp3雜化，呈V形，與H2O相似。五核18電子的正四面體形分子為SiH4，分子中Si原子為sp3雜化，與CH4分子相似。五核18電子的陽離子為PH4，其中P原子為sp3雜化，與NH4相似。三核38電子的直線形分子為CS2分子，其中C原子為sp雜化，與CO2相似。答案（1）（2）SiH4（3）PH4sp3正四面體（4）S=C=S14.下列粒子：N2、CO2、NH3、N2O、NO2、NO2、NO和CO。（1）互為等電子體的粒子有。（2）過量Mg可以在N2O中燃燒，寫出反應的化學方程式。解析（1）根據(jù)等電子體的概念：等原子數(shù)，等價電子數(shù)進行判斷。（2）據(jù)問中N2O和CO2為等電子體，利用等電子原理推出其結構和性質相似，再聯(lián)想Mg在CO2中燃燒的反應原理，即可得出結構，還要注意“過量”二字。答案（1）N2和CO；CO2和N2O（2）4MgN2O Mg3N2MgO15.指出下列分子中，中心原子可能采用的雜化軌道類型，并預測分子的幾何構型。分子式雜化軌道類型分子的幾何構型PCl3BCl3CS2Cl2O解析（1）PCl3中P原子為sp3雜化，與NH3、NCl3中的N原子相似，分子構型為三角錐形。（2）BCl3與BF3相似，B原子為sp2雜化，分子構型為平面正三角形。（3）CS2和CO2相似，C原子呈sp雜化，分子為直線形。（4）Cl2O中O原子為sp3雜化，與H2O相似，V形分子。答案分子式雜化軌道類型分子的幾何構型PCl3sp3三角錐形BCl3sp2平面三角形CS2sp直線形Cl2Osp3V形16. 氮化硼（BN）是一種重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂為起始物，經過一系列反應可以得到BF3和BN，如下圖所示：請回答下列問題：（1）由B2O3制備BF3、BN的化學方程式依次是、；（2）基態(tài)B原子的電子排布式為；B和N相比，電負性較大的是，BN中B元素的化合價為；（3）在BF3分子中，F(xiàn)BF的鍵角是，B原子的雜化軌道類型為，BF3和過量NaF作用可生成NaBF4，BF4的立體結構為；（4）在與石墨結構相似的六方氮化硼晶體中，層內B原子與N原子之間的化學鍵為，層間作用力為；（5）六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉化為立方氮化硼，其結構與金剛石相似，硬度與金剛石相當，晶胞邊長為361.5 pm，立方氮化硼晶胞中含有個氮原子、個硼原子，立方氮化硼的密度是gcm3（只要求列算式，不必計算出數(shù)值，阿伏伽德羅常數(shù)為NA）。解析（1）由圖可知B2O3與CaF2和H2SO4反應即生成BF3，同時還應該產生硫酸鈣和水，方程式為B2O33CaF23H2SO42BF33CaSO43H2O；B2O3與氨氣在高溫下反應即生成BN，方程式為B2O32NH32BN3H2O；（2）B的原子序數(shù)是5，所以基態(tài)B原子的電子排布式為1s22s22p1；B和N都屬于第2周期，同周期自左向右電負性逐漸增大，所以B和N相比，電負性較大的是N，B最外層有3個電子，所以化合價是3價；（3）依據(jù)價層電子對互斥模型可計算出中心原子的孤電子對數(shù)（axb）（331）0，所以BF3分子為平面正三角形結構，F(xiàn)BF的鍵角是120，雜化軌道類型為sp2；在BF4中中心原子的孤電子對數(shù)（axb）（441）0，所以BF4的結構為正四面體。（4）B、N均屬于非金屬元素，二者形成的化學鍵是極性共價鍵；而層與層之間靠分子間作用力結合。（5）描述晶體結構的基本單元叫做晶胞，金剛石晶胞是立方體，其中8個頂點有8個碳原子，6個面各有6個碳原子，立方體內部還有4個碳原子，如圖所示。所以金剛石的一個晶胞中含有的碳原子數(shù)8648，因此立方氮化硼晶胞中應該含有4個N和4個B原子。由于立方氮化硼的一個晶胞中含有4個N和4個B原子，其質量是25 g，立方體的體積是（361.5 pm）3，因此立方氮化硼的密度是gcm3。答案（1）B2O33CaF23H2SO42BF33CaSO43H2OB2O32NH32BN3H2O（2）1s22s22p1N3（3）120sp2正四面體（4）共價鍵（或極性共價鍵）分子間作用力（5）4417.PtCl2（NH3）2可以形成兩種固體，一種為淡黃色，在水中的溶解度小，另一種為黃綠色，在水中的溶解度大，請完成下列問題：（1）PtCl2（NH3）2是平面正方形結構，還是四面體結構？_。（2）請在以下橫線上畫出這兩種固體分子的幾何構型圖，淡黃色固體：_，黃綠色固體：_。（3）淡黃色固體物質是由分子組成，黃綠色固體物質是由分子組成（填“極性”或“非極性”）。（4）黃綠色固體在水中溶解度比淡黃色固體大，原因是_。解析解本題的突破口是根據(jù)“相似相溶規(guī)則”，因為淡黃色固體在水中溶解度小，而黃綠色固體在水中溶解度大，所以淡黃色固體由非極性分子組成，而黃綠色固體由極性分子組成，PtCl2（NH3）2存在兩種分子，則PtCl2（NH3）2是平面正方形結構，其幾何構型分別是：淡黃色固體為黃綠色固體為答案（1）平面正方形結構（3）非極性極性（4）極性分子溶質易溶于極性分子溶劑6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375