- sp、sp2、sp3杂化
- 共209题
下列说法错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A．单键为σ键，双键中有1个σ键，1个π键，甲基中的C为sp3杂化，双键上C为sp2杂化，则有机物CH2=CH-CH3中其碳原子杂化类型有sp3 和sp2，其中有1个π键，8个σ键，故A错误；
B．CO和N2为等电子体，则原子总数相同，价电子总数相等，故性质相似，故B正确；
C．钠的原子序数为11，钠离子核外有10个电子，离子核外电子排布为1s22s22p6，故C正确；
D．CO2分子中中心原子碳是sp杂化，所以CO2分子的构型为直线型，故D正确；
故选A．
[选修3物质结构与性质]
用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成．
（1）Al的原子基态核外电子排布式______；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为______．
（2）30Si的原子的中子数为______；SiO2晶体类型为______．
（3）Al3+与Yn-的电子数相同，Y所在族的各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是______．
（4）焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体______；其杂化类型为______．
（5）经处理后的熔渣36.0g（仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2），加入足量稀盐酸，分离得到11.0g固体；滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4g固体；则此熔渣中Al2O3的质量分数为______．
正确答案
解：（1）Al在周期表中位于第三周期第ⅢA族，Al原子核外共13个电子，按照能量最低原则电子先填入能量最低的1s轨道，填满后再依次填入能量较高的轨道其电子排布式为1S22S22P63S23P1；Al与强碱溶液反应生成AlO2-和H2，离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，故答案为：1S22S22P63S23P1； 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（2）在原子符合的表达式中左上角表示质量数，左下角表示质子数，根据质量数=质子数+中子数可计算出30Si的原子的中子数为：30-14=16，SiO2熔点高、硬度大，为原子晶体，故答案为：16； 原子晶体；
（3）在元素周期表中只有第ⅦA族卤素原子的氢化物的水溶液才均显酸性，因为Al3+与Yn-的电子数相同，所以Y是F元素．卤素元素形成的氢化物均属于分子晶体，其沸点随分子间作用力的增大而升高，但由于HF分子中存在氢键，因而HF的沸点最高，所以沸点最低的是HCl．故答案为：HCl；
（4）由药皮的成分大理石、水泥、硅铁可知，在高温下只有大理石才分解产生CO2，因此气体只能是CO2气体，分子中含有2个δ键，应为SP杂化．故答案为：CO2；SP杂化；
（5）熔渣中只有SiO2与盐酸不反应，因此11.0g是SiO2的质量．Fe2O3、Al2O3溶于盐酸分别生成FeCl3、AlCl3，当滤液中加入过量NaOH溶液时AlCl3生成NaAlO2，FeCl3生成Fe（OH）3沉淀．所以21.4g固体是Fe（OH）3的质量，其物质的量为
解析
解：（1）Al在周期表中位于第三周期第ⅢA族，Al原子核外共13个电子，按照能量最低原则电子先填入能量最低的1s轨道，填满后再依次填入能量较高的轨道其电子排布式为1S22S22P63S23P1；Al与强碱溶液反应生成AlO2-和H2，离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，故答案为：1S22S22P63S23P1； 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（2）在原子符合的表达式中左上角表示质量数，左下角表示质子数，根据质量数=质子数+中子数可计算出30Si的原子的中子数为：30-14=16，SiO2熔点高、硬度大，为原子晶体，故答案为：16； 原子晶体；
（3）在元素周期表中只有第ⅦA族卤素原子的氢化物的水溶液才均显酸性，因为Al3+与Yn-的电子数相同，所以Y是F元素．卤素元素形成的氢化物均属于分子晶体，其沸点随分子间作用力的增大而升高，但由于HF分子中存在氢键，因而HF的沸点最高，所以沸点最低的是HCl．故答案为：HCl；
（4）由药皮的成分大理石、水泥、硅铁可知，在高温下只有大理石才分解产生CO2，因此气体只能是CO2气体，分子中含有2个δ键，应为SP杂化．故答案为：CO2；SP杂化；
（5）熔渣中只有SiO2与盐酸不反应，因此11.0g是SiO2的质量．Fe2O3、Al2O3溶于盐酸分别生成FeCl3、AlCl3，当滤液中加入过量NaOH溶液时AlCl3生成NaAlO2，FeCl3生成Fe（OH）3沉淀．所以21.4g固体是Fe（OH）3的质量，其物质的量为
金属钛呈银白色，因它坚硬．强度大．耐热．密度小，被称为高技术金属．目前生产钛采用氯化法，主要步骤如下：
Ⅰ．即将金红石或钛铁矿与焦炭混合，通入氯气并加热制得TiCl4：
2FeTiO3+7Cl2+6C
TiO2+2Cl2+2C
Ⅱ．将TiCl4蒸馏并提纯，在氩气保护下与镁共热得到钛：
TiCl4+2Mg
Ⅲ．用稀盐酸溶解MgCl2和过量Mg后得海绵状钛，再在真空熔化铸成钛锭．
请回答下列问题：
（1）基态钛原子的价电子排布式为______．
（2）与CO互为等电子体的离子为______（填化学式）．
（3）在CH2Cl2．HCHO．CO2．C2H4中，碳原子采取sp2杂化的分子有______．
（4）TiCl4在常温下是无色液体，在水或潮湿空气中易水解而冒白烟．则TiCl4属于______（填“原子”．“分子”或“离子”）晶体．
（5）与钛同周期的另一种元素钴（Co）可形成分子式均为Co（NH3）5BrSO4的两种配合物，其中一种化学式为[Co（NH3）5Br]SO4，往其溶液中加BaCl2溶液时，现象是______；往另一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时，无明显现象，若加入AgNO3溶液时，产生淡黄色沉淀，则第二种配合物的化学式为______．
（6）在自然界中TiO2有金红石．板钛矿．锐钛矿三种晶型，其中金红石的晶胞如图所示，则其中Ti4+的配位数为______．
正确答案
解：（1）钛为22号元素，基态电子排布式为：[Ar]3d24s2，则基态钛原子的价电子排布式为3d24s2，故答案为：3d24s2；
（2）CO为双原子分子，价电子总数为10，则CO的等电子体为离子的为：CN-（或NO+．C22-），故答案为：CN-（或NO+．C22-）；
（3）在CH2Cl2．HCHO．CO2．C2H4中，分子构型分别为四面体形、平面三角形、直线形、平面形，所以碳原子的杂化方式分别为sp3、sp2、sp、sp2杂化，
采取sp2杂化的分子有HCHO、C2H4，故答案为：HCHO、C2H4；
（4）因TiCl4在常温下是无色液体，说明熔点低，在水或潮湿空气中易水解而冒白烟，说明钛离子为弱碱阳离子，由此可判断 TiCl4是由共价键结合的分子，晶体类型属于分子晶体．故答案为：分子；
（5）由[Co（NH3）5Br]SO4可知，硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合成白色沉淀．加入BaCl2溶液时，无明显现象，说明硫酸根离子在内界，若加入AgNO3溶液时，产生淡黄色沉淀，说明溴离子在外界，因此另一配合物的化学式为[Co （NH3）5SO4]Br．
故答案为：产生白色沉淀；[Co （NH3）5SO4]Br；
（6）观察晶胞结构，可知每个钛周围距离最近的氧原子有6个，即钛的配位数为6，故答案为：6．
解析
解：（1）钛为22号元素，基态电子排布式为：[Ar]3d24s2，则基态钛原子的价电子排布式为3d24s2，故答案为：3d24s2；
（2）CO为双原子分子，价电子总数为10，则CO的等电子体为离子的为：CN-（或NO+．C22-），故答案为：CN-（或NO+．C22-）；
（3）在CH2Cl2．HCHO．CO2．C2H4中，分子构型分别为四面体形、平面三角形、直线形、平面形，所以碳原子的杂化方式分别为sp3、sp2、sp、sp2杂化，
采取sp2杂化的分子有HCHO、C2H4，故答案为：HCHO、C2H4；
（4）因TiCl4在常温下是无色液体，说明熔点低，在水或潮湿空气中易水解而冒白烟，说明钛离子为弱碱阳离子，由此可判断 TiCl4是由共价键结合的分子，晶体类型属于分子晶体．故答案为：分子；
（5）由[Co（NH3）5Br]SO4可知，硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合成白色沉淀．加入BaCl2溶液时，无明显现象，说明硫酸根离子在内界，若加入AgNO3溶液时，产生淡黄色沉淀，说明溴离子在外界，因此另一配合物的化学式为[Co （NH3）5SO4]Br．
故答案为：产生白色沉淀；[Co （NH3）5SO4]Br；
（6）观察晶胞结构，可知每个钛周围距离最近的氧原子有6个，即钛的配位数为6，故答案为：6．
下列有关杂化轨道的说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．原子中能量相近的某些轨道，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道，但轨道个数不变，轨道形状发生变化，故A正确；
B．杂化轨道的数目与杂化前的轨道数目相等，但轨道形状发生变化，故B错误；
C．杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理，这样能量才能最小，分子才能最稳定，故C正确；
D．杂化后得到的杂化轨道完全相同就是等性杂化．比如甲烷中碳的sp3杂化，得到四个完全相同的sp3杂化轨道．杂化后的杂化轨道至少存在两个不同的，说明是非等性杂化．如氨气分子中，N原子虽是sp3杂化，但杂化后的四个轨道不完全相同，故D正确；
故选B．
下列叙述不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．在基态多电子的原子中，离原子核越近的电子其能量越低，离核越远的电子能量越高，最易失去的电子能量越高，电离能越小，故A正确；
B．同一主族元素，元素的第一电离能、电负性都随着原子序数增大而减小，所以锗的第一电离、电负性都低于C，故B错误；
C．PH3、NH3分子都是三角锥形结构，含有氢键的物质熔沸点较高，液氨中含有氢键导致PH3沸点比NH3低，故C正确；
D．如果分子中中心原子价层电子对个数是4时，则该原子采用sp3杂化，SiF4和SO32-的中心原子价层电子对个数都是4，所以均为sp3杂化，故D正确；
故选B．
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