(9)2.2.1共价键与分子的空间结构——高二化学鲁科版(2019)选择性必修二同步课时作业
1.下列粒子的空间结构为三角锥形的是( )
A. B. C. D.
2.化学用语是学习化学的基本工具,下列有关化学用语的表述正确的是( )
A.的电子式:
B.分子的空间构型为直线形
C.基态C原子的轨道表示式:
D.中子数为10的氟原子符号:
3.下列化学用语或表述正确的是( )
A.的电子式: B.HClO的结构式:
C.的空间构型:平面三角形 D.基态Cr原子的价层电子排布式:
4.下列化学用语或图示表达不正确的是( )
A.的空间结构:
B.的结构示意图:
C.的电子式:
D.p轨道和p轨道形成π键示意图:
5.3-氨基-1-金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗2型糖尿病),其分子结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A.分子中0原子和N原子均为杂化
B.分子中的键角大于的键角
C.分子中的极性大于的极性
D.分子中含有手性碳原子
6.抗病毒药物阿比朵尔分子结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.电负性:O>N>C
B.该物质中S和N均采取杂化
C.基态Br原子核外电子的空间运动状态有18种
D.C、N、O、S均位于元素周期表的p区
7.硫单质及其化合物应用广泛。硫的一种单质难溶于水,易溶于溶液。可用于制作锂硫电池,放电总反应为。硫的重要化合物还包括、甲硫醇、、多硫化钠、过二硫酸钠等。下,锂硫剂与共同作用可用于脱除生成和;具有强氧化性,在酸性条件下能将氧化为。下列说法正确的是( )
A.空间构型为直线形
B.、中原子均采用杂化
C.中的阴、阳离子个数比为
D.中的化合价为
8.和田玉是我国四大名玉之首,有白玉、青玉等分类,化学组成为,其阴离子为以硅氧四面体为骨架通过共用氧原子形成的双链结构(部分片段如图)。下列相关说法正确的是( )
A.结构中硅原子的杂化方式为
B.
C.铁为、两种价态
D.白玉组成中的x值比青玉中的小
9.利用离子液体可电沉积还原金属Ge,其中的结构如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.该离子液体能导电
B.的空间构型为正四面体形
C.该物质中碳原子的杂化类型为
D.电解沉积金属时,金属在阴极析出
10.下列化学用语错误的是( )
A2p能级电子云轮廓图 B分子中键形成过程
C分子空间填充模型 D三种杂化轨道
A.A B.B C.C D.D
11.短周期元素X、Y、Z原子序数依次增大,X元素基态原子有2个未成对电子,Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1个,Z的一种“超原子”()具有40个价电子,下列说法错误的是( )
A.X、Y、Z的电负性和电离能均为:
B.的空间构型为平面三角形
C.中心原子的杂化方式为杂化
D.简单离子半径:
12.短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。基态Y原子核外s轨道与p轨道电子数相等;Z元素单质常用作半导体材料;Z与W形成的化合物易水解,其水解的中间产物之一的结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.原子半径:
B.中间产物中Y原子为、杂化
C.可组成原子个数比为1:1的共价化合物
D.最简单氢化物稳定性:
13.铬是一种重要的元素,在合金、电镀、鞣制领域都有重要的应用,的配位能力很强,可以形成多种配离子。
(1)基态Cr原子价层电子的轨道表达式为__________,同周期元素的基态原子最外层电子数与Cr相同的元素有__________种。
(2)是最重要的铬(Ⅲ)盐之一,阴离子的空间构型为__________,基态S原子核外电子中成对电子数和未成对电子数之比为__________。
(3)都是常见的配体,以上配体中所含元素的电负性由大到小的顺序是____________________。
(4)中键的数目为__________,基态N原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为__________形。
(5)中配体的杂化类型是__________,的键角__________的键角(填“大于”、“小于”或“等于”),判断依据是______________________________。
14.I.用“>”或“<”填空:
(1)键长:N—N_______。
(2)键能:_______。
(3)键角:_______。
(4)键的极性:C—H_____N—H。
Ⅱ.指出下列原子的杂化轨道类型及分子的空间结构。
(1)中的C为________杂化,空间结构为________。
(2)中的Si为________杂化,空间结构为________。
(3)中的P为________杂化,空间结构为________。
(4)中的N为________杂化,空间结构为________。
15.回答下列问题。
(1)中C原子的杂化轨道类型是________________。
(2)乳酸分子()中C原子的杂化轨道类型为________________。
(3)的空间结构为______________(用文字描述);NaNT可由(双聚氰胺)为原料制备。双聚氰胺中碳原子的杂化轨道类型为________________。
(4)中N原子的杂化轨道类型是________________,的空间结构为________________。
(5)苯甲醇()中碳原子的杂化轨道类型为___________。的空间结构为______(用文字描述)。
答案以及解析
1.答案:C
解析:、、中均含有3个σ键,均无孤电子对,空间结构均为平面三角形,A、B、D均错误;中含有3个σ键,1对孤电子对,空间结构为三角锥形,C正确。
2.答案:A
解析:是离子化合物,电子式为A项正确;
中心原子价层电子对数为4,空间构型为“V”形,B项错误;
画轨道表示式时,不能省略空轨道。如C的轨道表示式应为,C项错误;
中子数为10的氟原子质量数为19,所以元素符号为,D项错误。
3.答案:C
解析:A.过氧化钠是离子化合物,由钠离子和过氧根离子构成,过氧根离子中两个氧原子之间通过共用电子对形成共价键,电子式书写时,阴离子需要标出所带电荷及最外层电子,A正确。
B.次氯酸分子中,中心原子氯原子最外层有7个电子,其中1个电子与氧原子形成共价键,1个电子与氢原子形成共价键,另外5个电子为孤电子对,次氯酸的结构式为:,故B错误;
C.硝酸根离子中N原子的价层电子对数为,没有孤电子对,所以其空间构型为平面三角形,故C正确;
D.铬为24号元素,原子核外有24个电子,所以核外各层电子数依次为2、8、13、1,根据构造原理知,其基态原子核外电子排布式为:,而不是,故D错误;综上所述,正确答案为C。
4.答案:C
解析:A.的中心原子C周围的价层电子对数为:3+=3,无孤电子对,因此空间结构为平面三角形,A正确;
B.硫为第16号元素,S原子得到两个电子形成硫离子,其结构示意图为:,B正确;
C.属于共价化合物,N、H原子间形成共价单键,且N原子的最外层还有1对孤电子对,则的电子式为:,C错误;
D.键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的,示意图表示正确,D正确;故选C。
5.答案:B
解析:A.分子中O原子和N原子的价层电子对数均为4,故均为杂化,A正确;
B.N有一对孤对电子,O有两对孤对电子,孤对电子对成键电子排斥,键角变小,O的孤对电子多,排斥作用大,分子中的键角小于的键角,B不正确;
C.电负性,分子中的极性大于的极性,C正确;
D.手性碳原子一定是饱和碳原子,手性碳原子所连接的四个基团要是不同的。则分子中含有手性碳原子、例如,D正确;答案选B。
6.答案:B
解析:元素非金属性越强,吸电子能力越强,电负性越强,故电负性O>N>C,A正确;该物质中与苯环直接相连的S原子、连接两个甲基的N原子采取杂化,B错误;Br位于第四周期第VI A族,故核外电子排布式为,核外电子的空间运动状态数等于核外电子占据的原子轨道数,共18种,C正确;第ⅢA~第VIA族、0族元素均属于p区元素,D正确。
7.答案:B
解析:A.的共用电子对为2对,孤对电子为,价层电子对为4,价电子互斥模型为四面体,有两对孤对电子,空间构型为V形,A错误;
B.、中中心原子价层电子对均为3,原子均采用杂化,B正确;
C.中阳离子为,阴离子为,阴、阳离子个数比为,C错误;
D.中存在一个过氧基,即其中两个O为-1,的化合价为,D错误。
故选B。
8.答案:A
解析:A.由硅氧四面体结构知,硅原子为杂化,A正确;
B.由结构知,阴离子基本结构单元为,亦可写成,结合题干总氧原子数目不难知,,B错误;
C.因为,由化合价规则,中,为+2价,整体为-12价,为-1价,可知铁都为价,C错误;
D.白玉含铁量低,青玉含铁量高,故白玉中x大,D错误;
答案选A。
9.答案:C
解析:A.离子液体中含有可以自由移动的离子,可以导电,A正确;B.的价层电子对为4,则其空间构型为正四面体形,B正确;C.由结构图可知该阳离子中含与4个原子相连的C,采用杂化,环上含与3个原子相连的C原子采用杂化,C错误;D.金属阳离子在阴极上得到电子生成单质,D正确;故选C。
10.答案:C
解析:A.p轨道的电子云轮廓图为哑铃形,2p能级有轨道,轨道的电子云轮廓图是依次沿x轴、y轴和z轴方向伸展的哑铃形,故A正确;
B.p-pπ键电子云轮廓图为未参与杂化的p电子通过肩并肩的方式形成的π键,原子轨道的重叠部分对等地分布在包括键轴在内的平面上、下两侧,呈镜面对称,则分子中键形成过程正确,故B正确;
C.氨分子中心N原子上的孤电子对数为(5-3×1)=1、σ键电子对数为3,价层电子对数为4,呈三角锥形,但图示模型不是分子空间填充模型、是球棍模型,故C错误;
D.键角依次为180°、120°、109°28’,对应的杂化方式依次为,故有三种杂化轨道,故D正确;
故选:C。
11.答案:D
解析:A.金属元素的电负性和电离能均小于非金属元素,同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势、电负性依次增大,所以碳、氮、铝三种元素的电负性和电离能的大小顺序均为,故A正确;
B.碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0,离子的空间构型为平面三角形,故B正确;
C.硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3,原子的杂化方式为杂化,故C正确;
D.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则氮离子的离子半径大于铝离子,故D错误;
故选D。
12.答案:C
解析:同一周期主族元素从左到右原子半径依次减小,同一主族元素从上到下原子半径依次增大,故原子半径:项错误;连有一个H的O和连有2个H的O的价层电子对数都是4,都是杂化,B项错误;可形成,为原子个数比为1:1的共价化合物,C项正确;元素的非金属性越强,形成的简单气态氢化物的稳定性越强,非金属性(同一周期主族元素从左到右非金属性依次增强),故最简单氢化物的稳定性:,D项错误。
13.答案:(1);2
(2)正四面体形;7:1
(3)O>N>C>H
(4);纺锤或哑铃
(5);小于;中O和中N均为杂化,O有两对孤电子对,N有一对孤电子对,孤电子对越多,排斥力越大,键角越小
解析:(1)基态Cr原子价层电子的轨道表达式为;Cr最外层电子数为1,同周期元素的基态原子最外层电子数为1的元素还有2种,分别是K和Cu;
(2)阴离子的中心S价层电子对数为,无孤电子对,空间构型为正四面体形;基态S原子电子排布式为,核外电子中成对电子数为14、未成对电子数之比为2,所以其成对电子数和未成对电子数之比为7:1;
(3)同周期主族元素从左到右电负性依次增强,电负性O>N>C,4种元素中H元素电负性最弱,所以电负性由大到小的顺序是O>N>C>H;
(4)中共9molN-H键,共4molO-H键,三价铬离子提供空轨道与共3mol配位键,与共2mol配位键,与共1mol配位键,所以键的数目为;基态N原子电子排布式为,占据最高能级为2p,其电子云轮廓图为纺锤或哑铃形;
(5)中配体中N价层电子对数为,其杂化类型是,中O价层电子对数为,为V字形,键角105,空间构型为三角锥形,键角107°18',的键角小于,判断依据是中O和中N均为杂化,O有两对孤电子对,N有一对孤电子对,孤电子对越多,排斥力越大,键角越小。
14.答案:I.(1)>
(2)>
(3)>
(4)<
Ⅱ.(1)sp;直线形
(2);正四面体形
(3);三角锥形
(4);角形
解析:I.(1)键长越短,键能越大,双键的键能大于单键,则双键的键长小于单键,即。
(2)键长越短,键能越大,双键的键能大于单键,但小于单键键能的2倍,即。
(3)空间结构为直线形,键角为180°,为角形结构,因此键角。
(4)非金属性N>C,则键的极性。
Ⅱ.(1)的结构式为,C有2个σ键,无孤电子对,即C的杂化类型为sp,空间结构为直线形。
(2)中Si有4个σ键,孤电子对数为,即Si的杂化类型为杂化,空间结构为正四面体形。
(3)中P有3个σ键,孤电子对数为,即P的杂化类型为杂化,空间结构为三角锥形。
(4)中N有2个σ键,孤电子对数为,N的杂化类型为杂化,空间结构为角形。
15.答案:(1)和
(2)和
(3)正四面体形sp和
(4);平面三角形
(5)和;正四面体形
解析:(1)中甲基上的C原子形成4个σ键,孤电子对数为0,其杂化轨道类型是,—COO—上的C原子形成3个σ键,孤电子对数为0,则其杂化轨道类型是。
(2)乳酸分子()中甲基上的C原子、与羟基相连的C原子均形成4个σ键,孤电子对数为0,则其杂化轨道类型是,羧基上的C原子形成3个σ键,孤电子对数为0,则其杂化轨道类型是。
(3)的中心原子Cl的价层电子对数,不含孤电子对,则的空间结构为正四面体形;(双聚氰胺)中,左边C原子形成3个σ键,孤电子对数为0,则碳原子的杂化轨道类型是,右边C原子形成2个σ键,孤电子对数为0,碳原子的杂化轨道类型是sp。
(4)的中心原子N的价层电子对数,N原子的杂化轨道类型是,不含孤电子对,O的空间结构为平面三角形。
(5)苯甲醇()中,与羟基相连的C原子形成4个σ键,孤电子对数为0,则其杂化轨道类型是,苯环上的C原子形成3个σ键,孤电子对数为0,则其杂化轨道类型是。的中心原子B的价层电子对数,不含孤电子对,则其空间结构为正四面体形。