第二章 分子结构与性质 优化练习
一、单选题
1.下列物质的分子中既有σ键,又有π键的是( )
①HCl ②H2O ③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2
A.①②③ B.③⑤⑥ C.①③⑥ D.③④⑤⑥
2.下列物质中含有共价键的化合物是( )
A.Na2O B.NaOH C.Br2 D.NaCl
3.日前,中国科学院天津工业生物技术研究所科研人员在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展,科研人员用一种类似“搭积木”的方式,从头设计并构建了以11步核心生化反应合成淀粉的新途径:首先把二氧化碳和氢气合成为甲醇,再把甲醇转化成三碳化合物然后把三碳化合物合成为六碳化合物,以此类推,像搭积木一样,最后聚合成淀粉。下列有关人工合成淀粉的说法中错误的是( )
A.人工合成的淀粉属于高分子化合物
B.可减少空气中的含量减少酸雨的产生
C.可促进碳中和的生物经济发展
D.是直线形的非极性分子
4.下列化合物中,含有非极性共价键的是( )
A.HClO B.NaOH C.H2S D.N2H4
5.下列关于σ键和π键的理解错误的是( )
A.σ键能单独形成,而π键一定不能单独形成
B.σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转
C.双键中一定有1个σ键和1个π键,三键中一定有1个σ键和2个π键
D.气体单质中一定存在σ键,可能存在π键
6.在CH2=CHCl分子中,C—Cl键采用的成键轨道是( )
A.sp-p B.sp2-s C.sp2-p D.sp3-p
7.下列物质属于共价化合物的是( )
A.C60 B.CaCl2 C.KF D.CO
8.下列物质中,化学键类型和分子空间构型皆相同的是( )
A.CO2和SO2 B.CH4和SiH4 C.BF3和PH3 D.HCl和NH4Cl
9.下列说法中错误的是( )
A. 离子中心原子上的孤电子对数是1,立体构型为平面三角形
B.元素周期表第三周期主族元素中,简单离子半径最小的是
C.金刚石转化为石墨为放热反应,说明相同条件下石墨比金刚石稳定
D. 、 都是非极性分子
10.根据有关概念,推断下列说法中正确的是( )
A.NaCl发生状态变化时,一定会破坏离子键
B.元素的非金属性越强,单质的活泼性一定越强
C.物质中分子间的作用力越大,分子越稳定
D.只含有共价键的物质一定是共价化合物
11.厌氧氨化法是一种新型的氨氮去除技术,下列说法中错误的是( )
A. 中所含的质子总数为
B.联氨 中含有离子键和非极性共价键
C.过程Ⅰ中,参与反应的 与 的物质的量之比为1∶1
D.过程Ⅱ中氮元素发生氧化反应,过程Ⅳ中氮元素发生还原反应
12.下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断属于NaCl晶体结构的图象是( )
A.图(2)和图(3) B.图(1)和图(4)
C.只有图(1) D.图(1)和图(3)
13.下列说法错误的是( )
A.键能是衡量化学键稳定性的参数之一,键能越大,则化学键就越牢固
B.键长与共价键的稳定性没有关系
C.键角是两个相邻共价键之间的夹角,多原子分子的键角一定,说明共价键有方向性
D.共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的,所以共价键有饱和性
14.下图是活性炭中的含氧基团催化双氧水氧化苯制苯酚的反应历程,下列说法正确的是
A.HO·有7个e-
B.反应③中苯酚是氧化产物
C.反应②中没有元素化合价变化
D.已知O2中的氧氧键比H2O2中的氧氧键的键长短,则O2氧化苯比H2O2容易
15.有关过氧化氢的叙述正确的是( )
A.过氧化氢是离子化合物
B.过氧化氢分子只含有极性键
C.过氧化氢分子只含有非极性键
D.过氧化氢分子既含有非极性键又含有极性键
16.钙钛矿光催化剂具有高活性和选择性。带有负电荷的将带正电的固定在其表面,用于可见光驱动还原。下列说法错误的是( )
A.电负性:Br>Pb>Cs
B.中的配位数为6
C.三联呲啶中N原子的杂化方式为
D.还原过程中有极性键、非极性键断裂和形成
17.已知:(未配平)。下列说法错误的是( )
A.氯酸钠是强电解质
B.中含有极性键和非极性键
C.产物中与的物质的量之比为2:1
D.每转移电子,生成标准状况下
18.下列说法正确的是( )
A.HF、HCl、HBr、HI 的熔沸点依次升高
B.CH4、XCl4 都是含有极性键的非极性分子
C.H2O、CO2 都是直线形分子
D.氯的各种含氧酸的酸性由强到弱排列为:HClO>HClO2>HClO3>HClO4
19.离子键的强弱主要决定于离子半径和离子电荷数,一般规律是:离子半径小,离子所带电荷值大,则离子键越强.①K2O ②MgO ③CaO三种物质离子键由强到弱的顺序是( )
A.K2O,MgO,CaO B.MgO,CaO,K2O
C.MgO,K2O,CaO D.CaO,K2O,MgO
20.第三周期元素的单质及其化合物具有重要用途。例如,在熔融状态下,可用金属钠制备金属钾;MgCl2可制备多种镁产品:铝-空气电池具有较高的比能量,在碱性电解液中总反应式为4Al+3O2+4OH-+6H2O=4[Al(OH)4]-,高纯硅广泛用于信息技术领域,高温条件下,将粗硅转化为三氟硅烷(SiHCl3),再经氢气还原得到高纯硅。下列说法正确的是( )
A.钠燃烧时火焰呈黄色与电子跃迁有关
B.Mg2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s2
C.1mol[Al(OH)4]-中含有4molσ键
D.Si-Si键的键能大于Si-O键的键能
二、综合题
21.现有七种元素A、B、C、D、E、F、G,其中A、B、C为三个不同周期的短周期元素,E、F、G为第四周期元素。请根据下列相关信息,回答问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素
B元素原子的核外p电子数与s电子数相等
C基态原子的价电子排布为nsn-1npn+1
D的能层数与C相同,且电负性比C大
E元素的主族序数与周期数的差为1,且第一电离能比同周期相邻两种元素都大
F是前四周期中电负性最小的元素
G在周期表的第五列
(1)C基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有 个方向,原子轨道呈 形,C简单离子核外有 种运动状态不同的电子。
(2)A2B2难溶于CS2,简要说明理由: 。
(3)G位于 族 区,它的一种氧化物常用于工业生产硫酸的催化剂,已知G在该氧化物中的化合价等于其价电子数,则该氧化物的化学式为 ;F晶体的空间堆积方式为 。
(4)ED3分子的VSEPR模型名称为 ,其中E原子的杂化轨道类型为 。
22.
(1)以下微粒:①N2 H5+ ②CH4 ③OH- ④N ⑤Fe(CO)3 ⑥Fe(SCN)3 ⑦H3O+ ⑧[Ag(NH3)2]OH。含配位键的是: 。
(2)在配合物[Fe(SCN)]2+中,提供空轨道接受孤电子对的微粒是 ,画出配合物离子[Cu(NH3)4]2+中的配位键: 。
23.原子形成化合物时,电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。
请回答下列问题:
(1)BF3分子的空间结构为 ,NF,分子的空间结构为 。
(2)碳原子有4个价电子,在形成化合物时价电子均参与成键,但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四种分子中,碳原子采取sp杂化的分子是 (写结构简式,下同) ,采取sp2杂化的分子是 ,采取sp3杂化的分子是 。
24.根据已学知识,请你回答下列问题:
(1)写出原子序数最小的第Ⅷ族元素原子的原子结构示意图 .
(2)写出3p轨道上有2个未成对电子的元素的符号: .
(3)该元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”,其原子的外围电子排布式为4s24p4,该元素的名称是 .
(4)已知下列化学键的键能:Si﹣O:460kJ/mol,Si﹣Si:175kJ/mol,O=O:498kJ/mol,则反应:Si+O2=SiO2的反应热△H= .
(5)写出二氧化硫和水合氢离子中S原子,O原子分别采用 和 杂化形式,其空间构型分别为 和 .
(6)用氢键表示法表示HF水溶液中的所有氢键 、 、 、 .
25.我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢,再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇,为碳中和目标的实现起到了科技支持。回答下列问题:
(1)分子中含有 NA的键,其中碳原子的杂化类型是 ,分子的价层电子对互斥模型(VSEPR模型)是 。
(2)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅,是生产高纯硅的前驱体,可发生水解反应,机理如下:
①基态原子的电子排布式为 ;分子中采取的杂化类型为 。
②在中的四种元素,电负性最大的元素是 (填元素符号,下同),其原子的原子半径最大的是 。
③含s、p、d轨道的杂化类型有:①、②、③,中间体SiCl4(H2O)中采取的杂化类型为 (填标号)。
(3)甲醇的结构简式为,与水任意比互溶,说明甲醇在水中溶解度很大的主要原因是 。
(4)、和分子的空间结构和相应的键角如图所示。
①的沸点比要高,原因是 。
②分子中的键角小于的,分析原因是 。
(5)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂,其组成为固溶体。
①元素硒()的原子序数是34,在元素周期表的位置是 ;元素在元素周期表的位置是第四周期第ⅡB族,属于 区。
②基态原子的价电子排布式是 。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】 σ键指原子轨道沿键轴方向以“头碰头”方式重叠所形成的共价键,π键指原子轨道垂直于键轴以“肩并肩”方式重叠所形成的化学键,可以根据以下技巧判断:σ键即配对原子个数,即每一个共价键中必定含有一个σ键;π键即不饱和键,即每一个共价键中除了σ键以外的就是π键;
①HCl只含σ键; ②H2O只含σ键; ③N2既有σ键又有π键 ;④H2O2只含σ键;⑤C2H4既有σ键又有π键;⑥C2H2既有σ键又有π键;
A.A错误;
B.B正确;
C.C错误;
D.D错误。
故答案为:B
【分析】σ键即配对原子个数,即每一个共价键中必定含有一个σ键;π键即不饱和键,即每一个共价键中除了σ键以外的就是π键。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.Na2O是只含离子键的化合物,A不符合题意;
B.NaOH是既含离子键又含共价键的化合物,B符合题意;
C.Br2是只含共价键的单质,C不符合题意;
D.NaCl是只含离子键的化合物,D不符合题意;
所以含有共价键的化合物是NaOH;
故答案为:B
【分析】A、大多数活泼金属形成的化合物均为离子化合物;
B、NaOH由Na+和OH-构成,OH-离子中的O和H之间存在共价键;
C、Br2是单质,Br和Br之间以共价键结合;
D、NaCl由Na+和Cl-构成,不存在共价键;
3.【答案】B
【解析】【解答】A.高分子化合物,简称高分子,又称高分子聚合物,一般指相对分子质量高达几千到几百万的化合物,而淀粉的化学式表示为,符合高分子化合物的概念,A不符合题意;
B.造成酸雨的主要原因是和氮氧化合物的排放,而的排放造成的是温室效应问题,B符合题意;
C.碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。而生物经济以生命科学和生物技术的研究开发与应用为基础,通过生物产品和生物过程制造,使未来社会在能源和工业原料方面不再完全依赖于化石能源。该过程可消耗,最终聚合得到淀粉,故可促进碳中和和生物经济发展,C不符合题意;
D.依据价层电子对互斥理论模型,分子中C为中心原子,σ键电子对数为2,孤电子对数为,所以的空间结构为直线形,且正负电荷中心重合,为非极性分子,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.高分子化合物一般指相对分子质量高达几千到几百万的化合物;
B.二氧化碳不会造成酸雨;
C.该过程可消耗,最终聚合得到淀粉,可促进碳中和;
D.为直线形分子,正负电荷中心重合,为非极性分子。
4.【答案】D
【解析】【解答】A、HClO的结构式为H-O-Cl,只含有极性共价键,A不符合题意。
B、NaOH中OH-中含有O-H共价键,属于极性共价键,B不符合题意。
C、H2S的结构式为H-S-H,只含有极性共价键,C不符合题意。
D、N2H4中含有N-N键,属于非极性共价键,D符合题意。
故答案为:D
【分析】非极性共价键是指由同种元素形成的共价键。
5.【答案】D
【解析】【解答】A.共价单键中只含 σ键,共价双键和共价三键中含π键和σ键,所以π键一定不能单独形成,A不符合题意;
B.σ键为轴对称,π键为镜面对称,则σ键可以绕键轴旋转,π键不能绕键轴旋转, B不符合题意;
C.双键中一定有1个σ键和1个π键,三键中一定有1个σ键和2个π键,C不符合题意;
D.稀有气体是单原子分子,分子中不存在共价键,也就不存在σ键,所以气体单质中不一定存在 σ键,D符合题意。
【分析】本题考查共价键的形成及类型,注意σ键和π键的形成过程及判断的一般规律即可。
6.【答案】C
【解析】【解答】氯乙烯分子中不饱和碳原子的杂化方式为sp2杂化,则C—Cl键采用的成键轨道是sp2—p,
故答案为:C。
【分析】该分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化,Cl原子钟未成对电子为3p电子,据此分析。
7.【答案】D
【解析】【解答】解:A.只含C元素,为单质,故A不选;
B.只含离子键,为离子化合物,故B不选;
C.只含离子键,为离子化合物,故C不选;
D.只含C、O之间的共价键,为共价化合物,故D选;
故选D.
【分析】一般来说,活泼金属与非金属之间形成离子键,非金属之间形成共价键,只含共价键的化合物为共价化合物,以此来解答.
8.【答案】B
【解析】【解答】解:A.CO2和SO2都含有共价键,但CO2为直线形分子,SO2为V形分子,故A错误;
B.CH4和SiH4都含有共价键,且都是正四面体构型,故B正确;
C.BF3和PH3都含有共价键,BF3为平面三角形,PH3为三角锥形,故C错误;
D.HCl只含共价键,NH4Cl含有离子键和共价键,故D错误.
故选B.
【分析】一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,结合价层电子对互斥模型判断分子构型.
9.【答案】A
【解析】【解答】A. 离子中心原子上的孤电子对数为:(5-3×2+1)/2=0,立体构型为平面三角形,A符合题意;
B.非金属元素原子形成电子时,其半径会变大,而金属元素形成离子时,其半径会变小。第三周期中,只有Na、Mg、Al三种金属元素,金属元素原子失去最外层电子而形成离子后,他们的核外电子数都为10,质子数比电子数多,质子吸引电子,质子越多,引力就越大,半径就越小,Al的质子数最多,故其半径最小,B不符合题意;
C.金刚石转化为石墨为放热反应,说明相同条件下石墨的总能量比金刚石的低,所以石墨比金刚石稳定,C不符合题意;
D. 为直线形分子, 为平面三角形分子,它们的分子构型是对称的,正负电荷中心重合,合力均为0,都是非极性分子,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】只含极性键的化合物不一定是极性分子,如甲烷,分子的极性与非极性是由分子的电荷分布情况决定的。非极性分子其分子内部电荷分布均匀,分子构型是对称的,正负电荷中心重合;而极性分子的内部电荷分布不均匀,分子构型是不对称的,正负电荷中心不重合。
10.【答案】A
【解析】【解答】解:A.NaCl是离子晶体,状态发生变化,离子之间的距离发生变化,离子键一定被破坏,故A正确;
B.元素的非金属性强,单质的活泼性不一定强,如氮气分子中氮原子之间形成三键,氮气的性质相对稳定,故B错误;
C.分子间作用力决定分子晶体的熔沸点点高低,化学键的强弱与分子的稳定性有关,故C错误;
D.只含有共价键的物质可为非金属单质,也可能为共价化合物,故D错误;
故选A.
【分析】A.离子晶体状态发生变化,离子之间的距离发生变化,离子键一定被破坏;
B.元素的非金属性强,单质的活泼性不一定强;
C.分子间作用力决定分子晶体的熔沸点点高低,与物质的稳定性没有关系;
D.只存在共价键的物质可以是共价化合物或非金属单质.
11.【答案】B
【解析】【解答】A. 所含的质子总数为(7+4)×NA =11NA,故A不符合题意;
B.联胺分子中存在N- H、N - N键,所以存在极性键和非极性键,不存在离子键,故B符合题意;
C. 过程I中,参与反应的 与 的.反应方程式为: + NH2OH = N2H4 + H2O+ H+,则参与反应的 与 的物质的量之比为1 : 1,故C不符合题意;
D. 铵根离子中N、H元素化合价分别是- 3、+1,联胺分子中N、H元素化合价分别是-2、+1,反应前后N元素化合价发生变化,所以属于氧化还原反应,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.找出一个铵根离子含有的质子数即可判断
B.根据分子式即可写出结构式即可判断存在的键型
C.根据反应物和生成物即可写出反应方程式即可判断
D标出氮元素的化合价即可判断发生反应的类型
12.【答案】B
【解析】【解答】在NaCl晶体中,每个Na+周围同时吸引着最近的等距离的6个Cl-,同样每个Cl-周围同时吸引着最近的等距离的6个Na+,如果把图(1)中中心微粒看作为钠离子,其周围离子为有六个氯离子,(1)图符合条件;图(4)中选取其中一个离子,然后沿X、Y、Z三轴切割得到6个等距离的且最近的带相反电荷的离子,所以其配位数也是6,故符合条件,图(1)和图(4)符合题意。
故答案为:B。
【分析】NaCl晶体中,每个Na+周围同时吸引着最近的等距离的6个Cl-;每个Cl-周围同时吸引着最近的等距离的6个Na+。
13.【答案】B
【解析】【解答】A.键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量,键能越大,化学键越牢固,A正确;
B.键长是形成共价键的两个原子之间的间距,键长越短,往往键能越大,共价键越稳定,B错误;
C.相邻的两个共价键之间的夹角为键角,多原子分子的键角一定,说明共价键具有方向性,C正确;
D.元素的原子形成共价键时,当一个原子的未成对电子与另一些原子自旋方向相反的未成对电子配对成键后,就不再更其他的未成对电子成键,如H2O分子中,O原子有两个未成对电子,它只能根两个H原子的未成对电子形成共价键,因此共价键具有饱和性,D正确;
故答案为: B
【分析】 1.键能:断裂1mol化学键所吸收的能量。(或气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。通常取正值。单位:kJ/mol。)(键能越大,即形成化学键时放出的能量越多,说明这个化学键越稳定,越不容易被打断。是衡量共价键稳定的参数之一。)
2. 键角:两个共价键之间的夹角称为键角。
3.键角决定分子的空间构型.
键角一定,表明共价键具有方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数,分子的许多性质与键角有关键长、键能对分子的化学性质的影响:一般地,形成的共价键的键能越大,键长越短,共价键越稳定,含有该键的分子越稳定,化学性质越稳定。
14.【答案】B
【解析】【解答】A.HO 含有的电子数为8+1=9个,A不符合题意;
B.有机反应中,加氢或去氧的反应为还原反应,反应③中, 加氢生成 ,因此 是氧化剂,故生成的苯酚为氧化产物,B符合题意;
C.反应②中由 生成 ,反应中加氧,为氧化反应,因此有化合价的变化,C不符合题意;
D.O2中的氧氧键的键长短,键能大,不易断裂,因此不易发生反应,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.HO 含有9个电子;
B.有机反应中,加氢或去氧的反应为还原反应;
C.反应②中由 生成 ,发生氧化反应,有元素的化合价变化;
D.O2中的O=O键的键长短,键能大。
15.【答案】D
【解析】【解答】A. 过氧化氢中全部是共价键,不是离子化合物,属于共价化合物,A不符合题意;
B. 过氧化氢分子中H与O中含有极性键,O与O之间含有非极性键,B不符合题意;
C. 过氧化氢分子中H与O中含有极性键,O与O之间含有非极性键,C不符合题意;
D. 过氧化氢分子既含有非极性键又含有极性键,D符合题意,
故答案为:D。
【分析】过氧化氢的结构式为H-O-O-H.
16.【答案】D
【解析】【解答】A.同周期元素电负性从左往右增大,同主族元素电负性长上往下减小,电负性:Br>Ge>Pb>Cs,则电负性:Br>Pb>Cs,选项A不符合题意;
B.根据中与三联吡啶螯合配位成环,配位键数目为6,选项B不符合题意;
C.三联吡啶中N原子形成C-N键及C=N双键,N原子形成三个键,没有孤电子对,其杂化方式为,选项C不符合题意:
D.与还原为CO和的过程中只有极性键和形成,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、同周期元素电负性从左往右增大,同主族元素电负性长上往下减小;
B、配位数可以通过周围连接的氮原子进行判断;
C、氮原子中含有一个双键,因此为sp2杂化;
D、相同的非金属原子为非极性共价键结合,不同的非金属原子为极性共价键结合。
17.【答案】D
【解析】【解答】A.氯酸钠而在水中完全电离,属于强电解质,A不符合题意;
B.H2O2分子中既含极性键又含非极性键,分子中氧元素和氧元素之间形成非极性共价键,氧元素和氢元素之间形成极性共价键,B不符合题意;
C.反应的化学方程式为: ,产物中 与 的物质的量之比为2:1,C不符合题意;
D.反应的化学方程式为: ,每转移2mol电子,生成1mol氧气,则每转移1mol电子,生成标准状况下0.5mol氧气,体积是: ,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.氯酸钠在水中完全电离;
B.过氧化氢中含有H-O极性键和O-O非极性键;
C.根据得失电子守恒和质量守恒配平方程式为。
18.【答案】B
【解析】【解答】A.均属于同一主族的氢化物,化学结构相似均属于分子晶体,相对分子质量越大,熔沸点越大,但是氟化氢易形成氢键沸点大小是HF>HI>HBr>HCl,故A不符合题意
B.CH4和XCl4,中心原子均是sp3杂化,未有孤对电子,因此正负电荷中心重合,为含有极性键的非极性分子,故B符合题意
C.水分子中的氧原子为sp3杂化,含有2对孤对电子,故为V型结构,而二氧化碳中碳原子为sp杂化,为线性结构,故C不符合题意
D. 含氧酸分子的结构中含非羟基(羟基为-OH)氧原子数越多,该含氧酸的酸性越强,非羟基氧原子的个数大小是 HClO<HClO2<HClO3<HClO4,因此酸性强弱是HClO<HClO2<HClO3<HClO4,故D不符合题意
故答案为:B
【分析】A.注意氢键的形成对熔沸点的影响,主要考虑的是结构相似的分子熔沸点与相对分子质量关系
B.根据计算出杂化方式判断构型
C.找出分子的构型即可判断
D.根据非羟基氧原子的个数进行判断即可
19.【答案】B
【解析】【解答】解:离子半径Mg2+<Ca2+<K+,
离子电荷数K+<Mg2+=Ca2+,
离子半径越小,电荷值越大,则离子键越强,
则离子键由强到弱的顺序是MgO>CaO>K2O,
故选B.
【分析】根据离子半径Mg2+<Ca2+<K+以及离子电荷数K+<Mg2+=Ca2+结合影响离子键强弱的因素解答.
20.【答案】A
【解析】【解答】A.钠燃烧时火焰呈黄色是由于电子吸收能量变为激发态,又跃迁到较低能级释放出能量,故与电子跃迁有关,A符合题意;
B.Mg2+为镁元素失去2个电子后形成的,基态核外电子排布式为1s22s22p6,B不符合题意;
C.[Al(OH)4]-中1个氢氧根含有1个σ键、又与铝原子形成1个配位键,故1mol[Al(OH)4]-中含有8molσ键,C不符合题意;
D.氧原子半径小于硅原子,Si-Si键的键长大于Si-O键的键长,导致Si-Si键的键能小于Si-O键的键能,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】B.Mg原子失去2个电子形成Mg2+;
C.单键均为σ键,配位键也是σ键;
D.原子半径:Si>O,则键能:Si-Si21.【答案】(1)3;哑铃;18
(2)因为H2O2为极性分子,而CS2为非极性溶剂,根据“相似相溶”规律,H2O2难溶于CS2
(3)ⅤB;d;V2O5;体心立方堆积
(4)四面体形;sp3
【解析】【解答】(1)C为S元素,S原子能量最高的电子为3p轨道电子,其电子云在空间有x、y、z3个伸展方向,原子轨道呈哑铃型;硫离子核外电子总数为18,其原子核外有18种运动状态不同的电子,故答案为:3、哑铃、18。
(2) A2B2为H2O2,H2O2为极性分子,而CS2为非极性溶剂根据“相似相溶”规律,H2O2难溶于CS2,故答案为:因为H2O2为极性分子,而CS2为非极性溶剂,根据“相似相溶”规律,H2O2难溶于CS2。
(3)V元素位于周期表第四周期VB族,属于d区;G在氧化物中的化合价等于其价电子数,V的基态价电子排布式为3d34s2,则该氧化物中V的化合价为+5,该氧化物的化学式为V2O5;金属K形成晶体的空间堆积方式为体心立方堆积,故答案为:ⅤB、d、V2O5、体心立方堆积。
(4) ED3为AsCl3,As原子的价层电子对数为 ,所以As原子的杂化轨道类型为sp3杂化。其VSEPR模型名称为四面体形。故答案为:四面体形、sp3。
【分析】根据题目给的信息,可以得出A为H,B为O,C为S,D为Cl,E为As,F为K,G为V元素。根据这些信息,进而分析以下问题。
22.【答案】(1)①④⑤⑥⑦⑧
(2)Fe3+;
【解析】【解答】(1)形成配位键的条件是一个原子(或离子)有孤电子对,另一个原子(或离子)有空轨道。②CH4、③OH-中的中心原子碳和氧的价电子已完全成键,没有孤电子对。
【分析】
(1)观察中心原子的价电子排布,检查是否含有孤对电子,如N含有三个孤对电子易形成配位键;(2)配合物中中心原子提供空轨道,所以 在配合物[Fe(SCN)]2+中Fe3+ 是中心离子;而其他配位离子提供孤电子对,所以 [Cu(NH3)4]2+ 的配位键为
23.【答案】(1)平面三角形;三角锥形
(2)CHCH;CH2=CH2、;CH3CH3
【解析】【解答】(1)BF3分子中的B原子采取sp2杂化,所以其分子的空间结构为平面三角形;NF3分子中的N原子采取sp3杂化,存在一个孤电子对,所以其分子的空间结构为三角锥形。
(2)乙烷分子中的碳原子采取sp3杂化,乙烯和苯分子中的碳原子均采取sp2杂化,乙炔分子中的碳原子采取sp杂化。
【分析】 (1) 依据价层电子对数(价层电子对数=σ键+孤电子对数)确定中心原子杂化类型,再依据孤电子对数目和VSEPR模型确定空间构型,在VSEPR模型的基础上去掉孤电子对即为空间构型;
(2) 根据碳原子成键特点,碳原子均无孤电子对,σ键=价层电子对数=杂化轨道数,确定杂化类型;
24.【答案】(1)
(2)Si或S
(3)硒
(4)﹣892KJ/mol
(5)sp2;sp3;V形;三角锥型
(6)F﹣H…F;F﹣H…O;O﹣F…F;O﹣H…O
【解析】【解答】解:(1.)第Ⅷ族元素有铁、钴、镍,原子序数最小的是铁,原子核外有26个电子,其原子结构示意图为: ,故答案为: ;
(2.)3p轨道上有2个未成对电子时有两种情况,一种是另一个3p轨道上没有电子,一种是另一个3p轨道上充满电子,所以当另一个3p轨道上没有电子,该原子是Si;一种是另一个3p轨道上充满电子,该原子是S,故答案为:Si或S;
(3.)原子的外围电子排布是4s24p4,说明该原子中各个轨道都充满电子,该原子核外电子数是34,所以是硒元素,故答案为:硒;
(4.)△H=反应物的键能和﹣生成物的键能和=2×175KJ/mol+498KJ/mol﹣4×460KJ/mol=﹣892KJ/mol,故答案为:﹣892KJ/mol;
(5.)二氧化硫分子是O原子价层电子对2+ (6﹣2×2)=3,氧原子孤对电子对数为1,氧原子采取sp2杂化,二氧化硫分子中硫原子价层电子对2+ (6﹣2×2)=3,氧原子孤对电子对数为1,空间构型为V形;
水合氢离子中氧原子的价层电子对3+ (6﹣1﹣3×1)=4,氧原子孤对电子对数为1,氧原子采取sp3杂化,水合氢离子空间构型为三角锥型,故答案为:sp2;sp3;V形;三角锥型;
(6.)N、O、F和氢原子之间能形成氢键,F的氢化物溶液剂为氢氟酸的水溶液,含有HF分子以及H2O分子,存在的所有氢键为F﹣H…F、F﹣H…O、O﹣F…F、O﹣H…O,故答案为:F﹣H…F、F﹣H…O、O﹣F…F、O﹣H…O.
【分析】(1)第Ⅷ族元素有铁、钴、镍,原子序数最小的是铁,原子核外有26个电子,根据原子结构示意图的书写规则书写;(2)3p轨道上有2个未成对电子时有两种情况,一种是另一个3p轨道上没有电子,一种是另一个3p轨道上充满电子,写出相应的元素符号;(3)根据原子的外围电子排布是4s24p4,确定该原子名称;(4)1molSi中含有2molSi﹣Si,1molSiO2含有4molSi﹣O键,△H=反应物的键能和﹣生成物的键能和;(5)计算氧原子的价层电子数与氧原子的孤对电子对数,判断杂化方式与水合氢离子的空间构型,计二氧化硫中硫原子的价层电子数与氧原子的孤对电子对数,确定其空间结构;(6)能形成氢键的原子为N、O、F和氢原子之间,氢键是分子之间的相互作用力.
25.【答案】(1)2;;直线形
(2);;O;;②
(3)甲醇与水分子之间可以形成氢键,使甲醇的溶解度变大
(4)分子间能够形成氢键,使的沸点升高;含有一对孤对电子,而含有两对孤对电子,中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大
(5)第四周期第ⅥA族;;
【解析】【解答】(1)CO2的结构式为O=C=O,1个双键中含有1个π键,则1个CO2分子中含有2个π键,1mol CO2分子中含有2NAπ键;CO2中的碳原子形成2个σ键,且没有孤电子对,所以采用sp杂化;CO2的价层电子对数==2,所以其VSEPR模型是直线型。
(2)①Si原子的质子数为14,其电子排布式为1s22s22p63s23p2;SiCl4中Si原子形成4个共价单键,所以其采取sp3杂化;
②根据原子得电子能力越强,其电负性越大,且同周期元素从左到右,电负性逐渐增大且半径逐渐减小,同族元素从上到下,电负性逐渐减小且半径逐渐增大,可推出电负性大小关系是O>Cl>Si>H,半径大小关系是Si>Cl>O>H,所以电负性最大的元素是O,半径最大的原子是Si;
③SiCl4分子中Si原子形成4个共价单键,其杂化类型是sp3,而中间体SiCl4(H2O)中的Si原子有1个3d轨道参与杂化,所以其杂化类型是sp3d;
(3)甲醇与水均为极性分子,其它们之间能形成氢键,使甲醇的溶解度增大。
(4)①NH3分子之间能形成氢键,使其熔沸点反常升高;
②H2O分子中氧原子有2对孤电子对,NH3分子中氮原子有1对孤电子对,孤电子对的排斥力比成键电子对的大,所以H2O分子中的键角小于NH3的。
(5)①Se元素的原子序数为34,根据原子构造原理可知Se原子价层电子排布式为4s24p4,所以Se在元素周期表的位置是第四周期第ⅥA族;第ⅡB族的元素属于ds区;
②Cu元素的原子序数为29,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,则价电子排布式为3d104s1。
【分析】(1)根据CO2的结构式进行分析,注意1个双键中含有1个π键和1个σ键;根据价层电子对互斥理论进行判断分子的空间构型。
(2)①根据构造原理书写原子核外电子排布式;SiCl4中Si原子形成4个共价单键,所以其采取sp3杂化;
②原子得电子能力越强,其电负性越大,结合元素的电负性和原子半径的周期性进行分析。
③SiCl4分子中Si原子的杂化类型是sp3,而中间体SiCl4(H2O)中的Si原子有1个3d轨道参与杂化,所以其杂化类型是sp3d。
(3)根据相似相溶原理及分子间形成氢键进行分析。
(4)①分子间形成氢键会使物质熔沸点反常变大;
②根据孤电子对的排斥力比成键电子对大进行分析。
(5)根据原子构造原理书写电子排布式;元素周期表中可分为s区、d区、f区、ds区、p区,其中s区包括ⅠA、ⅡA元素,d区包括ⅢB族~ⅦB族元素(不包括ⅢB族的镧系和錒系元素)和第Ⅷ族元素,f区包括ⅢB族的镧系和錒系元素,ds区包括ⅠB~ⅡB族的元素,p区包括ⅢA~ⅦA元素和0族元素。