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二轮强化(二) 分子的空间结构与杂化
1.(2022·辽宁等级考)理论化学模拟得到一种N离子,结构如图。下列关于该离子的说法错误的是( )
A.所有原子均满足8电子结构
B.N原子的杂化方式有2种
C.空间结构为四面体形
D.常温下不稳定
解析:选B 由N的结构式可知,所有N原子均满足8电子稳定结构,A正确;中心N原子为sp3杂化,与中心N原子直接相连的N原子为sp2杂化,与端位N原子直接相连的N原子为sp杂化,端位N原子为sp2杂化,则N原子的杂化方式有3种,B错误;中心N原子为sp3杂化,则其空间结构为四面体形,C正确;N中含叠氮结构,常温下不稳定,D正确。
2.(2023·湖北等级考)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是( )
A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体
B.SO和CO的空间构型均为平面三角形
C.CF4和SF4均为非极性分子
D.XeF2与XeO2的键角相等
解析:选A CH4和H2O的中心原子的价层电子对数均为4,故CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体形,A正确;SO的中心原子S的价层电子对数为3+=4,含有1个孤电子对,故SO的空间构型为三角锥形,B错误;CF4的结构与甲烷相似,正、负电荷中心重合,为非极性分子,SF4中S的价层电子对数为4+=5,含有1个孤电子对,SF4的结构不对称,正、负电荷中心不重合,为极性分子,C错误;XeF2、XeO2中Xe的孤电子对数不同,F、O的电负性不同,故成键电子对间的排斥力不同,键角不相等,D错误。
3.(2023·全国新课标卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如下图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是( )
A.该晶体中存在N—H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:C<N<O
C.基态原子未成对电子数:B<C<O<N
D.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
解析:选A 从结构图可看出,该晶体中存在N—H…O氢键,A正确;N的价电子排布式为2s22p3,2p能级处于半满稳定状态,其第一电离能大于O,B错误;根据B(1s22s22p1)、C(1s22s22p2)、O(1s22s22p4)、N(1s22s22p3)的电子排布式,可知其未成对电子数分别为1、2、2、3,C错误;该晶体中B、O原子轨道的杂化类型均为sp3,[C(NH2)3]+为平面结构,则其中N的杂化类型为sp2,D错误。
4.(2023·浙江选考·节选)氮的化合物种类繁多,应用广泛。
请回答:
与碳氢化合物类似,N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
(1)下列说法不正确的是____________。
A.能量最低的激发态N原子的电子排布式:1s22s12p33s1
B.化学键中离子键成分的百分数:
Ca3N2>Mg3N2
C.最简单的氮烯分子式:N2H2
D.氮烷中N原子的杂化方式都是sp3
(2)氮和氢形成的无环氮多烯,设分子中氮原子数为n,双键数为m,其分子式通式为______________________。
(3)给出H+的能力:NH3________[CuNH3]2+(填“>”或“<”),理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)2p能级上一个电子跃迁到3s能级,电子排布式为1s22s22p23s1,其能量低于1s22s12p33s1的激发态,故A错误;钙的金属性比镁的金属性强,则化学键中离子键成分的百分数:Ca3N2>Mg3N2,故B正确;氮有三个价键,最简单的氮烯即含一个氮氮双键,另一个价键与氢结合,则其分子式为N2H2,故C正确;氮烷中N原子有一个孤电子对,有三个价键,则氮原子的杂化方式都是sp3,故D正确。(2)氮和氢形成的无环氮多烯,一个氮的氮烷为NH3,两个氮的氮烷为N2H4,三个氮的氮烷为N3H5,四个氮的氮烷为N4H6,则氮烷分子式通式为NnHn+2,根据又一个氮氮双键,则少2个氢原子,因此当双键数为m,其分子式通式为NnHn+2-2m。(3)[CuNH3]2+形成配位键后,由于Cu对电子的吸引,