课件39张PPT。课件40张PPT。课时训练10 杂化轨道理论与配合物理论简介
1.能正确表示CH4中碳原子成键方式的示意图为( )
解析:碳原子中的2s轨道与2p轨道形成4个等性杂化轨道,因此碳原子最外层上的4个电子分占在4个sp3杂化轨道并且自旋方向相同。
答案:D
2.有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是( )
A.两个碳原子采用sp杂化方式
B.两个碳原子采用sp2杂化方式
C.每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键
D.两个碳原子形成两个π键
解析:C2H2中心碳原子以1个s轨道和1个p轨道形成sp杂化轨道,故乙炔分子中两个碳原子采用sp杂化方式,且每个碳原子以2个未杂化的2p轨道形成2个π键构成碳碳三键。
答案:B
3.关于原子轨道的说法正确的是( )
A.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其立体构型都是正四面体形
B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个氢原子的1s 轨道和碳原子的2p轨道混合起来而形成的
C.sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s 轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道
D.凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
解析:中心原子采取sp3杂化,四个sp3杂化轨道在空间的形状是正四面体形,但如果中心原子还有孤电子对,分子的立体构型不是正四面体形。CH4分子中的sp3杂化轨道是碳原子的一个2s轨道与三个2p轨道杂化而成的。AB3型的共价化合物,A原子可能采取sp2杂化或sp3杂化。
答案:C
4.向盛有少量CuCl2溶液的试管中滴入少量NaOH溶液,再滴入适量浓氨水,下列叙述不正确的是( )
A.开始生成蓝色沉淀,加入过量氨水时,形成无色溶液
B.Cu(OH)2溶于浓氨水的离子方程式是Cu (OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-
C.开始生成蓝色沉淀,加入氨水后,沉淀溶解形成深蓝色溶液
D.开始生成Cu(OH)2,之后生成更稳定的配合物
解析:向CuCl2溶液中加入少量NaOH溶液,发生反应Cu2++2OH-Cu(OH)2↓,Cu(OH)2沉淀为蓝色,再加入适量浓氨水,发生反应Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-,形成深蓝色溶液,故A错误。
答案:A
5.下列不属于配位化合物的是( )
A.六氟合铝酸钠:Na3[AlF6]
B.氢氧化二氨合银:Ag[NH3]2OH
C.六氟合铁酸钾:K3[FeF6]
D.十二水硫酸铝钾:KAl(SO4)2·12H2O
解析:十二水硫酸铝钾是由K+、Al3+、S及H2O分子组成的离子化合物,属于复盐,所以D项正确。
答案:D
6.下列配合物的配位数是6的是( )
A.K2[Co(SCN)4] B.Fe(SCN)3
C.Na3[AlF6] D.[Cu(NH3)4]Cl2
解析:K2[Co(SCN)4]中Co2+的配位数是4;Fe(SCN)3中Fe3+的配位数是3;Na3[AlF6]中Al3+的配位数是6;[Cu(NH3)4]Cl2中Cu2+的配位数是4。
答案:C
7.用过量硝酸银溶液处理0.01 mol氯化铬水溶液,产生0.02 mol AgCl沉淀,则此氯化铬最可能是( )
A.[Cr(H2O)6]Cl3
B.[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O
C.[Cr(H2O)4Cl2] Cl·2H2O
D.[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O
解析:0.01 mol氯化铬能生成0.02 mol AgCl沉淀,说明1 mol 配合物的外界含有2 mol Cl-。
答案:B
8.在下列化学反应:①H++OH-H2O;②2H2+O22H2O;③HCl+NH3NH4Cl;④BaCl2+(NH4)2SO4BaSO4↓+2NH4Cl;⑤Fe+Cu2+Cu+Fe2+;⑥NaNH2+H2ONaOH+NH3中,反应时不形成配位键的是( )
A.①②④⑤⑥ B.②④⑤⑥
C.②④⑤ D.②③
解析:由结构可知:①②⑤⑥中各物质均不含有配位键,④虽然N中含有配位键,但在反应过程中该离子没有发生变化,故也没有形成新的配位键。只有③中由于生成铵离子而形成配位键。
答案:A
9.如图是卟啉配合物叶绿素的结构示意图(部分),有关的叙述正确的是( )
A.该叶绿素只含有H、Mg、C元素
B.该叶绿素是配合物,中心离子是镁离子
C.该叶绿素是配合物,其配体是N元素
D.该叶绿素不是配合物,而是高分子化合物
解析:Mg的最高化合价为+2,而化合物中Mg与4个氮原子作用,由此可以判断该化合物中Mg与N原子间形成配位键,该物质为配合物,B项正确、D项错误;该化合物组成中还含有氧元素,故A项错;该化合物中配位原子为N原子,而不能称为配体,同样也不能称为配体是氮元素,因为配体一般可以是离子或分子。
答案:B
10.小明同学上网查阅了如下资料:
中心原子杂化类型的判断方法:
(1)公式:n=(中心原子的价电子数+配位原子的成键电子数±电荷数)
说明:配位原子为氧原子或硫原子时,成键电子数看为0;当电荷数为正值时,公式中取“-”号,当电荷数为负值时,公式中取“+”号。
(2)根据n值判断杂化类型:
当n=2时为sp杂化;n=3时为sp2杂化;n=4时为sp3杂化。
请你运用该方法计算下列微粒的n值,并判断中心原子的杂化类型。
①NH3:n= , 杂化;?
②N:n= , 杂化;?
③N:n= , 杂化;?
④SO2:n= , 杂化。?
解析:本题主要考查学生运用信息,解决问题的能力,根据计算公式可求出n值,根据n值可判断杂化类型。
答案:①(5+3)=4 sp3
②(5+0+1)=3 sp2
③(5+4-1)=4 sp3
④(6+0)=3 sp2
11.一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4。
①Mn2+基态的电子排布式可表示为 。?
②N的空间构型是 (用文字描述)。?
(2)在铜锰氧化物的催化下,CO被氧化为CO2,HCHO被氧化为CO2和H2O。
①根据等电子体原理,CO分子的结构式为 。?
②H2O分子中O原子轨道的杂化类型为 。?
③1 mol CO2中含有的σ键数目为 。?
(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-。不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为 。?
解析:(1)①Mn元素原子的核外有25个电子,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,则Mn2+基态的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。②N中N原子采取sp2杂化,N为平面三角形结构。
(2)①CO与N2是等电子体,N2的结构式为N≡N,从而推知CO的结构式为C≡O。
②杂化轨道用于形成σ键和容纳未成键电子,H2O分子中O原子形成2个σ键,且有2对未成键电子,则O原子采取sp3杂化。
③CO2的结构式为OCO,1 mol CO2含有2 mol σ键。
(3)Cu2+有空轨道,OH-能提供孤电子对,Cu2+与OH-形成配位离子[Cu(OH)4]2-,其结构可表示为:
答案:(1)①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) ②平面三角形
(2)①C≡O ②sp3 ③2×6.02×1023个(或2NA个)
(3)
12.配位键是一种特殊的共价键,即共用电子对由某原子单方面提供和另一缺电子的粒子结合。如N就是由NH3(氮原子提供电子对)和H+(缺电子)通过配位键形成的。据此,回答下列问题:
(1)下列粒子中可能存在配位键的是 。?
A.CO2 B.H3O+
C.CH4 D.H2SO4
(2)硼酸(H3BO3)溶液呈酸性,试写出其电离方程式:
?
。?
(3)科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程,最初科学家提出了两种观点:
甲:、乙:H—O—O—H,式中O→O表示配位键,在化学反应中O→O键遇到还原剂时易断裂。化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构,设计并完成了下列实验:
a.将C2H5OH与浓硫酸反应生成(C2H5)2SO4和水;
b.将制得的(C2H5)2SO4与H2O2反应,只生成A和H2SO4;
c.将生成的A与H2反应(已知该反应中H2作还原剂)。
①如果H2O2的结构如甲所示,实验c中化学反应方程式为(A写结构简式) 。?
②为了进一步确定H2O2的结构,还需要在实验c后添加一步实验d,请设计d的实验方案: 。?
解析:本题综合考查配位键的形成和配合物的性质。解题时要注意配位键形成条件中的一方提供电子对,另一方提供空轨道。
(1)由题中信息可导出结论:凡能给出H+的物质中一般含有配位键。
(2)硼原子为缺电子原子,H3BO3的电离是B原子和水中的OH-形成配位键,水产生的H+表现出酸性。
(3)由题中所含配位键的物质的反应特点分析。
答案:(1)BD
(2)H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-
(3)①+H2C2H5OC2H5+H2O
②用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)
课时训练9 形形色色的分子与价层电子对互斥理论
1.下列分子的立体结构模型正确的是( )
A.CO2的立体结构模型
B.PH3的立体结构模型
C.H2S的立体结构模型
D.CH4的立体结构模型
解析:CO2分子的构型是直线形,A不正确;PH3与NH3的构型相同为三角锥形,B不正确;H2S与H2O的构型相似均为V形,C不正确;CH4的构型为正四面体形,D正确。
答案:D
2.用价层电子对互斥理论判断SO3的分子构型( )
A.正四面体形 B.V形
C.三角锥形 D.平面三角形
解析:SO3中的S原子表现+6价,S原子的价电子全部用于形成了共价键,S周围有3个氧原子,故选D。
答案:D
3.下列分子中的中心原子(点“·”的原子为中心原子)的价层电子对数正确的是( )
A.CH4 4 B.CO2 1
C.BF3 2 D.SO3 2
解析:由中心原子价层电子对数=中心原子σ键电子对数+中心原子孤电子对数可求算出A正确。
答案:A
4.若ABn的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对,运用价层电子对互斥模型,下列说法正确的是( )
A.若n=2,则分子的立体结构为V形
B.若n=3,则分子的立体结构为三角锥形
C.若n=4,则分子的立体结构为正四面体形
D.以上说法都不正确
解析:若中心原子A上没有未用于成键的孤电子对,则根据斥力最小的原则,当n=2时,分子的立体结构为直线形;当n=3时,分子的立体结构为平面三角形;当n=4时,分子的立体结构为正四面体形。
答案:C
5.下列微粒中,含有孤电子对的是( )
A.SiH4 B.H2O
C.CH4 D.N
解析:SiH4、H2O、CH4、N的电子式分别为:H∶∶H、H∶∶H、H∶∶H、[H∶∶H]+,只有H2O分子中的O原子上有2对孤电子对。
答案:B
6.用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构,其中正确的是( )
A.N为正四面体形
B.SO2为直线形
C.HCN为平面三角形
D.BF3为三角锥形
解析:N为正四面体形,SO2分子为V形,HCN分子为直线形,BF3分子为平面三角形。
答案:A
7.已知在CH4中,C—H键间的键角为109°28',NH3中,N—H键间的键角为107°,H2O中O—H键间的键角为105°,则下列说法中正确的是( )
A.孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力
B.孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力
C.孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力
D.题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力与成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系
解析:由中心原子上孤电子对数的计算公式可知,CH4中碳原子无孤电子对,NH3中的氮原子有1对孤电子对,H2O中的氧原子有2对孤电子对。根据题意知CH4中C—H键间的键角为109°28',若孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力,则NH3中N—H键间的键角和H2O中O—H键间的键角均应为109°28',故C不正确;若孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力,则NH3中N—H键间的键角和H2O中O—H键间的键角均应大于109°28',题中它们的键角均小于109°28',故B不正确;孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力,将成键电子对压得靠近一点,使其键角变小,D错误,A正确。
答案:A
8.下列分子中,各原子均处于同一平面上的是( )
A.NH3 B.CCl4
C.PCl3 D.CH2O
解析:由价层电子对互斥理论可知A、C为三角锥形,B为正四面体形,D为平面三角形。
答案:D
9.下列说法中正确的是( )
A.NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B.P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28'
C.N的电子式为[H∶∶H]+,离子呈平面正方形结构
D.NH3分子中有一对未成键的孤电子对,它对成键电子的排斥作用较强
解析:NCl3分子的电子式为····,分子中各原子都满足8电子稳定结构,A项错误;P4为正四面体形分子,但其键角为60°,B项错误;N为正四面体形结构而非平面正方形结构,C项错误;NH3分子电子式为H∶∶H,有一对未成键电子,由于未成键电子对成键电子的排斥作用,使其键角为107°,呈三角锥形,D项正确。
答案:D
10.(1)计算下列分子或离子中点“·”原子的价电子对数。
①CCl4 ②BeCl2 ③BCl3 ④PCl3?
(2)计算下列微粒中点“·”原子的孤电子对数。
①H2S ②PCl5 ③BF3 ?
④NH3
答案:(1)①4 ②2 ③3 ④4
(2)①2 ②0 ③0 ④1
11.(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的立体构型。
CS2 ;?
AlBr3(共价分子) 。?
(2)有两种活性反应中间体微粒,它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型,写出相应的化学式:
;?
。?
(3)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式。
平面形分子 ,三角锥形分子 ,四面体形分子 。?
解析:CS2是AB2型分子,中心原子上无孤电子对,成键电子对数是2,是直线形。AlBr3是AB3型分子,中心原子上无孤电子对,成键电子对数是3,是平面形。AB3型,中心原子无孤电子对的呈平面三角形,有一对孤电子对的呈三角锥形,所以分别是C、C。第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式,呈三角锥形的是NF3,呈平面三角形的是BF3,呈四面体形的是CF4。
答案:(1)直线形 平面形
(2)C C
(3)BF3 NF3 CF4
12.价层电子对互斥理论(简称VSEPR模型)可用于预测简单分子的立体构型。其要点可以概括为:
Ⅰ.用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成,A为中心原子,X为与中心原子相结合的原子,E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对),(n+m)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥,均匀地分布在中心原子周围的空间;
Ⅱ.分子的空间构型是指分子中的原子在空间的排布,不包括中心原子未成键的孤电子对;
Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为:ⅰ.孤电子对之间的斥力>孤电子对与共用电子对之间的斥力>共用电子对之间的斥力;ⅱ.双键与双键之间的斥力>双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力;ⅲ.X原子得电子能力越弱,A—X形成的共用电子对之间的斥力越强;ⅳ.其他。请仔细阅读上述材料,回答下列问题:
(1)根据要点Ⅰ可以画出AXnEm的VSEPR理想模型,请填写下表:
n+m
2
VSEPR理想模型
正四面体形
价层电子对之间的理想键角
109°28'
(2)请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因:
;?
(3)H2O分子的立体构型为 ,请你预测水分子中∠H—O—H的大小范围并解释原因: ;?
(4)用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断下列分子或离子的空间构型:
分子或离子
SnCl2
XeF4
SF6
PF2Cl3
CCl4
Cl
立体构型
解析:VSEPR模型的判断方法:在分子中当n+m=2,且不存在孤电子对时为直线形分子,存在孤电子对时为V形结构;当n+m=3时,如果没有孤电子对时为平面三角形,如果有孤电子对时为三角锥形;当n+m=4时,如果没有孤电子对时为正四面体形,如果有两对孤电子对时为平面正方形。所以水分子中n+m=2,且有两对孤电子对,是V形结构,又由于孤电子对的作用力强于成键的共用电子对,所以使其角度小于109°28'。
答案:(1)
n+m
2
4
VSEPR理想模型
直线形
正四面体形
价层电子对之间的理想键角
180°
109°28'
(2)CO2属AX2E0,n+m=2,故为直线形
(3)V形 水分子属AX2E2,n+m=4,VSEPR理想模型为正四面体形,价层电子对之间的夹角均为109°28'。根据Ⅲ中的i,应有∠H—O—H<109°28'
(4)
分子或离子
SnCl2
XeF4
SF6
PF2Cl3
CCl4
Cl
立体构型
V形
平面正
方形
正八面
体形
三角双
锥体形
正四面
体形
正四面
体形
