内容正文:
第2章
微粒间相互作用与物质性质
第2章 微粒间相互作用与物质性质
化 学
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单 元 检 测 卷(二)
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1.分子空间结构的确定
价电子对数等于成键电子对数和孤电子对数之和。根据成键电子对数和孤电子对数,可以确定相应的分子空间结构。
判断分子空间结构时应注意:
(1)如果存在孤电子对时,价电子对空间结构还与下列电子对之间的斥力大小顺序有关:孤电子对—孤电子对>孤电子对—成键电子对>成键电子对—成键电子对。因此,价电子的空间结构为平面三角形和正四面体形时,孤电子对的存在会改变分子的空间结构。
(2)对于分子中有双键、三键等多重键时,使用价电子对互斥理论判断其分子的空间结构时,双键的两对电子和三键的三对电子只能作为一对电子来处理。或者说在确定中心原子的价电子对总数时,不包括形成π键的电子。
2.影响分子性质的因素
[跟踪训练]
1.合成某种滴眼液的原料为4二甲氨基吡啶。下列叙述错误的是( )
A.该分子中C原子的杂化类型有sp2、sp3
B.该分子中N原子的杂化类型有sp2、sp3
C.1 mol该分子所含的σ键为15NA
D.该分子中含有大π键
C [由结构简式得出,甲基(—CH3)上的碳为sp3杂化,双键C原子的杂化为sp2杂化,该分子中C原子的杂化类型有sp2、sp3,故A正确;单键N原子杂化为sp3杂化,双键N原子杂化类型为sp2杂化,该分子中N原子的杂化类型有sp2、sp3,故B正确;1个分子中有3+3+3+6+4=19个σ键,1 mol该分子所含的σ键为19NA,故C错误;该分子中有6个原子各提供1个电子构成大π键,故D正确。]
2.根据杂化轨道理论和价电子对互斥模型,判断下列分子或者离子的空间结构正确的是( )
选项
化学式
中心原子杂化方式
价电子对互斥模型
分子或离子
的空间结构
A
SO2
sp
直线形
直线形
B
HCHO
sp2
平面三角形
三角锥形
C
H3O+
sp2
四面体形
平面三角形
D
NH eq \o\al(\s\up1(+),\s\do1(4))
sp3
正四面体形
正四面体形
D [SO2中心原子杂化方式为sp2,价电子对互斥模型为平面三角形,分子或离子的空间结构为角形结构,故A错误;HCHO分子中心原子杂化方式为sp2,价电子对互斥模型为平面三角形,分子或离子的空间结构为平面三角形,故B错误;H3O+中心原子杂化方式为sp3,价电子对互斥模型为四面体形,分子或离子的空间结构为三角锥形,故C错误;NH eq \o\al(\s\up1(+),\s\do1(4)) 中心原子杂化方式为sp3,价电子对互斥模型为正四面体形,分子或离子的空间结构为正四面体形,故D正确。]
3.(双选)通常状况下,NCl3是一种油状液体,下列对NCl3的有关叙述正确的是( )
A.CCl4中C—Cl键键长比NCl3中N—Cl键键长短
B.分子中的N原子有一对孤电子对
C.NCl3分子的空间结构为三角锥形
D.NCl3稳定性弱于NF3,因为N—Cl的键能比N—F的键能大
BC [CCl4中C—Cl键键长比NCl3中N—Cl键键长长,故A错误;N原子最外层有5个电子,NCl3分子中N原子的价电子对数为4,孤电子对数为1,故B正确;NCl3分子中N原子的价电子对数为4,孤电子对数为1,空间结构为三角锥形,故C正确;因为N—Cl键的键能比N—F键的键能小,NCl3稳定性弱于NF3,故D错误。]
4.下列说法错误的是( )
A.卤族元素的氢化物中HF的沸点最高,是由于HF分子间存在氢键
B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低
C.H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水中氢键的键能大
D.氨气极易溶于水与氨气分子和水分子间形成氢键有关
C [HF分子间存在氢键,故卤族元素的氢化物中HF的沸点最高,A项正确;能形成分子间氢键的物质熔、沸点较高,邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键,对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低,B项正确;一个H2O分子中的O可与周围H2O分子中的两个H原子形成两个氢键,而一个HF分子中的F原子只能形成一个氢键,氢键越多,沸点越高,所以H2O的沸点比HF的高,C项错误;氨气分子和水分子间形成氢键,导致氨气极易溶于水,D项正确。]
5.如图是O3分子的空间结构示意图。请回答:
(1)O3分子中非极性共价键是________键 ,特殊的化学键是________键。
(2)臭氧与氧气的关系是__________________________。
(3)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是________(填字母)。
A.H2O
B.CO2
C.SO2
D.BeCl2
(4)分子中某一原子有一对没有跟其他原子共用的电子对叫孤电子对。那么,O3分子中有________对孤电子对。
(5)指出下列原子的杂化轨道类型及分子的空间结构。
①SiF4中的Si________杂化,空间结构________;
②NO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(2)) 中的N________杂化,空间结构_________。
解析: (1)根据图示O3分子中非极性共价键是σ键,特殊的化学键是π键;
(2)臭氧与氧气都是氧元素的单质,互为同素异形体;
(3)根据O3分子的结构,在O3中,中心的氧原子以sp2杂化,与两旁的配位氧原子键合生成两个σ键,使O3分子呈角形。H2O中含有2个σ键,2对孤电子对,O原子sp3杂化,空间结构为角形,故A错误;CO2中含有2个σ键,没有孤电子对,为sp杂化,空间结构为直线形,故B错误;SO2中S原子sp2杂化,S原子和两侧的氧原子除以σ键结合以外,还形成一个三中
心四电子的大π键,分子呈“角”形结构,其成键方式与O3类似,故C正确;BeCl2含有2个σ键,没有孤电子对,为sp杂化,空间结构为直线形,故D错误;(4)每个O原子最外层有6个电子,由臭氧的结构图可知中心O原子有4个电子成键,则还有1对孤电子对,两端的O原子各有2个电子成键,则两端的O原子各含有2对孤电子对,所以臭氧分子中总共5对孤电子对;(5)①SiF4分子中Si原子和F原子形成四个σ键,其价电子对数是4,所以Si原子杂化类型是sp3,空间结构为正四面体,②NO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(2)) 中N原子价电子对数=2+ eq \f(1,2) ×(5+1-2×2) =3,且含有一对孤电子对,其空间结构为角形,N原子杂化方式为sp2。
答案: (1)σ π (2)同素异形体 (3)C (4)5 (5)①sp3 正四面体 ②sp2 角形
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