内容正文:
4.1.2分子的空间结构
1.下列化学用语或图示表达正确的是( )
A.NaCl的电子式:
B.用电子式表示MgCl的形成过程:
C.的VSEPR模型:
D.的空间结构模型:
2.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
3.反应可以除去天然气中的。下列说法正确的是( )
A.为极性分子
B.的电子式为
C.的空间构型为平面正方形
D.反应中仅作还原剂
4.二氯亚砜()的结构式为,易水解产生两种刺激性气味的气体。下列说法不正确的是( )
A.S的化合价为+4 B.该分子呈平面三角形
C.该分子是极性分子 D.
5.磷酰氯()是有机合成的催化剂,可用以下方法制取:或,的分子空间结构模型如图所示。下列说法不正确的是( )
A.是非极性分子
B.的空间构型是三角锥形
C.分子中所有的键角都相等
D.可与反应生成
6.已知前四周期元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大。X是最轻的元素,Y的p轨道比s轨道少2个电子,Z与Y同周期,Z的最简氢化物水溶液呈碱性,R元素常被称为“21世纪金属”,广泛用作航空材料。元素Y和R组成的某气态团簇分子结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.最简氢化物熔沸点比较:Y<Z
B.元素X分别与Y、Z组成的常见化合物均为极性分子
C.基态Y、Z原子核外电子均有5种空间运动状态
D.该气态团簇分子的分子式为RY
7.山城重庆盛产柑橘,柑橘中富含维生素C,其结构如图。下列说法正确的是( )
A.分子式为
B.分子中碳原子均为杂化
C.该分子可能为非极性分子
D.能与水分子间形成氢键从而易溶于水
8.下列说法正确的是( )
A.键角: B.酸性:
C.分子的极性: D.基态原子未成对电子数:
9.H、C、O、Na四种元素之间(二种、三种或四种)可组成多种无机化合物,选用其中某些化合物,利用下图装置(夹持固定装置已略去)进行实验,装置Ⅲ中产生白色沉淀,装置V中收集到一种无色气体。下列说法不正确的是( )
A.装置I中的化合物有多种可能
B.装置Ⅱ中发生氧化还原反应
C.装置Ⅲ中反应的离子方程式为
D.装置V中收集的气体含有极性共价键,是非极性分子
10.某天然矿石的主要成分为R₂Z₃W₃Y₁₃X。其中X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的前20号元素,Y、Z与W分别是地壳中含量前三的3种元素中的一种,R原子的核外电子层数是X的4倍,最外层电子数是X的2倍。下列说法错误的是( )
A.原子半径:W<Z<R
B.Y的第一电离能比同周期相邻元素的小
C.该矿石中W的杂化方式为杂化
D.由X和Y元素组成的化合物一定是只含极性键的极性分子
11.人体内一种参与能量代谢与酸碱平衡的化合物的结构如图所示,X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的前20号元素,其中Z的基态原子价电子排布式为,下列说法正确的是( )
A.电负性:
B.简单氢化物的稳定性:
C.直接观察含Q元素化合物灼烧的火焰颜色,其为紫色
D.X、Y形成的化合物均是由极性键构成的极性分子
12.与在铜催化剂上的反应机理和能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应Ⅰ、反应Ⅱ均为放热反应
B.分子中键和键数目和相同
C.选择合适的催化剂可降低反应活化能和焓变
D.该反应机理中涉及物质中有两种非极性分子、三种极性分子
13.某种镁盐具有良好的电化学性能,其阴离子结构如图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W、Y原子序数之和等于Z,Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法正确的是( )
A.该阴离子中含有配位键
B.第一电离能Z>X>Y
C.W与X形成的最简单化合物为极性分子
D.可以通过电解Q氯化物的方法制备Q
14.铜是人类最早使用的金属之一,铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。回答下列问题:
(1)基态的价电子排布式为________。
(2)已知铜的某种配合物A的结构如图所示:
①A中所含的三种元素C、N、O的电负性由大到小的顺序为________。
②配合物中氮原子的杂化轨道类型为________。
③配体氨基乙酸根(H)受热分解可产生和,是________(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)铜盐是自然界中重要的盐,中的立体构型为________;中的化学键类型为________。
(4)CuF的晶胞结构如图所示。在CuF晶体中距离最近的有________个。已知CuF的密度为7.1,则CuF的晶胞参数a=________nm(列出计算式)。
15.以磷肥生产中的副产物氟硅酸()为原料制备高纯氟化铝,可以解决萤石资源日益匮乏的现状。其中一种新工艺流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)基态硅原子核外电子云轮廓图呈球形、哑铃形的能级上电子数之比为__________。
(2)上述流程中涉及的元素有Si、Al、F、Cl,这四种元素的电负性由大到小的顺序为__________。
(3)沸点:大于,其原因为__________。
已知可二聚为下图的二聚体:
(4)该二聚体中存在的化学键类型为_______。
A.极性键 B.非极性键 C.离子键
该二聚体属于__________分子(填“极性”或“非极性”)。
(5)将该二聚体溶于生成(结构如图所示),已知其配离子为四面体形,中心原子杂化方式为__________,该配合物中有键__________。
(6)化合物和的结构如图。
①和中羟基与水均可形成氢键(),按照氢键由强到弱对三种酸排序__________,请说明理由__________。
答案以及解析
1.答案:D
解析:NaCl是离子化合物,其电子式为,A错误;用电子式表示的形成过程为,B错误;中S形成的σ键电子对数为2,孤电子对数为,C错误;中C的价层电子对数为3,无孤电子对,故其空间结构为平面三角形,且原子半径:C>O,D正确。
2.答案:D
解析:A.和中的C-H键和C-Cl键均为极性键,和分子均为正四面体构型,高度对称,分子中正负电荷的中心重合,均为非极性分子,故A不符合题意;
B.含有N-H极性键,分子空间结构为三角锥形,正负电荷中心不重合,为极性分子;含有C-H极性键,为正四面体构型,高度对称,分子中正负电荷的中心重合,为非极性分子,故B不符合题意;
C.含有C=O极性键,空间结构为直线形,正负电荷的中心重合,是非极性分子;含有C=S极性键,空间结构为直线形,正负电荷的中心重合,是非极性分子,故C不符合题意;
D.含有H-S极性键,正负电荷的中心不重合,是极性分子;HCl含有H-Cl极性键,正负电荷的中心不重合,是极性分子,故D符合题意;答案选D。
3.答案:A
解析:A.硫最外层有6个电子,它和两个氢形成两对共用电子对后还有2对孤对电子,一共有4对电子在硫周围,这四对电子呈四面体型结构,其中两个方向被氢占据,还有2个方向被孤电子对占据,所以分子呈V型,正负电荷中心不能重合,为极性分子,A符合题意;
B.与为等电子体,电子式为,B不符合题意;
C.的空间构型为正四面体,C不符合题意;
D.反应中中H的化合价由+1→0价,化合价降低,作氧化剂,D不符合题意;
故选A。
4.答案:B
解析:A.根据化合物化合价代数和为0,O为-2价,Cl为-1价,可求得S的化合价为+4价,A正确;
B.中心原子S的价层电子对数,是杂化,有一对孤电子对,为三角锥形,B错误;
C.分子呈三角锥形,为由极性键形成的极性分子,C正确;
D.易水解产生两种刺激性气味的气体,则气体为和HCl,故化学方程式为:,D正确;
故选B。
5.答案:C
解析:A.为空间对称结构,是非极性分子,A不符合题意;
B.的中心原子P的价层电子对数为,由于中心P原子有一对孤对电子,其空间构型是三角锥形,B不符合题意;
C.是非极性分子存在P-O单键和P=O双键,键角不等,C符合题意;
D.可与发生反应:,D不符合题意;
故答案选C。
6.答案:A
解析:C、N最简单氢化物分别为、,氨气分子间存在氢键,从而使其熔,沸点升高,故熔,沸点:,A正确;H分别与C、N组成的常见化合物有为非极性分子,为极性分子,B错误;基态C原子核外电子排布式为,分占4个轨道,核外电子有4种空间运动状态,基态N原子核外电子排布式为,分占5个轨道,核外电子有5种空间运动状态,C错误;根据气态团簇分子结构可知,分子中有14个针原子,13个碳原子,每个原子都属于该分子,该气态团簇分子的分子式为,D错误。
7.答案:D
解析:A.维生素C分子式为,故A错误;
B.分子中双键碳原子采用为杂化,故B错误;
C.该分子结构不对称,为极性分子,故C错误;
D.该分子中含有O-H键,能与水分子间形成氢键从而易溶于水,故D正确;
选D。
8.答案:A
解析:A.氧的电负性大于氯,中键合电子对偏向氧;氟电负性强于氧,中键合电子对偏向氟,两对键合电子对排斥小,键角就小键角,所以键角,故A正确;
B.F原子电负性大,吸电子能力强,所以极性,更能电离出氢离子,所以酸性:,故B错误;
C.是非极性分子,是极性分子,分子的极性:,故C错误;
D.基态原子Mn原子价电子排布式为,未成对电子数为2;基态原子Cr原子价电子排布式为,未成对电子数为6,基态原子未成对电子数,故D错误;
答案选A。
9.答案:D
解析:A.装置I中的化合物可以是碳酸钠或碳酸氢钠,故A正确;
B.Ⅱ中二氧化碳和过氧化钠生成碳酸钠和氧气,该反应过程中存在化合价变化,属于氧化还原反应,故B正确;
C.Ⅲ中二氧化碳和氢氧化钡生成碳酸钡沉淀,反应离子方程式为:,故C正确;
D.装置V中收集的气体为氧气,含非极性键,是非极性分子,故D错误;
故选:D。
10.答案:D
解析:原子半径Si<Al<Ca,A说法正确;O的第一电离能比N、F的小,B说法正确;该矿石中的Si是以硅氧四面体形式存在的,杂化方式为杂化,C说法正确;由H和O元素组成的化合物H₂O₂中含非极性键,D说法错误。
11.答案:B
解析:同周期主族元素电负性从左到右依次增大,同主族元素电负性从上到下依次减小,则电负性:,A错误;同周期主族元素非金属性从左到右依次增大,非金属性:,元素非金属性越强,其对应简单氢化物稳定性越强,则简单氢化物的稳定性:,B正确;含K元素化合物中常含有元素杂质,K元素的焰色为紫色,容易被元素的黄色焰色掩盖,需要透过蓝色钴玻璃观察,C错误;H与C形成的化合物是由极性键构成的非极性分子,D错误。
12.答案:D
解析:A.从能量变化图可知反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,A错误;
B.每个分子中有1个键和2个键,而每个中有2个键和2个键,B错误;
C.选择合适的催化剂可降低反应活化能,但不能改变焓变,C错误;
D.题述反应机理中涉及物质中有两种非极性分子,三种极性分子,D正确;
故选D。
13.答案:A
解析:A.Al最多可形成3个共价键,题图中有一个配位键,A正确;
B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,故第一电离能F>O>C,B错误;
C.W与X的最简单化合物为甲烷,为非极性分子,C错误;
D.氯化铝是共价化合物,熔融后导电性差,常用电解熔融氧化铝的方法制备铝,D错误;
故选A。
14.答案:(1)3
(2)O>N>C;;非极性
(3)正四面体形;共价键、离子键
(4)4;×107
解析:(1)铜元素的原子序数为29,基态原子的价电子排布式为,失去2个碘电子得到铜离子,故铜离子的价电子排布式为3;
(2)①同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,元素C、N、O的电负性由大到小的顺序为O>N>C;
②配合物氨基中氮原子的价层电子对数为4,则氮原子的杂化方式为杂化;
③为直线型分子,正负电荷重心重合,为非极性分子;
(3)的中心原子S原子的价层电子对数为,为杂化,空间构型为正四面体形;为铜离子和硝酸根离子构成的离子化合物,硝酸根离子中存在氮氧共价键,化学键类型为共价键、离子键;
(4)由晶胞结构可知,晶胞中位于四个构成的四面体的体心,则距离最近的有4个;据“均摊法”,晶胞中含个、4个,则晶体密度为,a=×107nm。
15.答案:(1)3:4
(2)
(3)和均为结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高
(4)A;非极性
(5);14
(6)HC>HB>HA;
O、S、Se的电负性逐渐减小,键的极性:C=O>C=S>C=Se,使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大,其中羟基与形成的氢键逐渐增强
解析:与硫酸钠反应生成,经过于燥、热分解得到氟化钠和四氟化硅,再经过"气相沉积"工序,得到高纯氟化铝。
(1)Si是14号元素,按构造原理,基态Si的核外电子排布式为,s、p电子数分别为6、8,则电子云轮廓图呈球形、哑铃形的能级上电子数之比为。
(2)四种元素中金属的电负性最小;按电负性同主族元素递变规律:F>Cl、按电负性同周期元素递变规律:。
(3)和均为结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高。
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