- sp、sp2、sp3杂化
- 共209题
下列是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质
（1）元素A是形成有机物的主要元素，下列分子中含有sp和sp3杂化方式的是______
A．
（2）与AD2互为等电子体的分子、离子的化学式依次为______、______（各写1种）
（3）相同条件下，AD2与BD2分子两者在水中的溶解度较大的是______（写分子式），理由是______．
正确答案
解：A、B、C、D、E五种短周期元素，根据元素化合价知，A属于第ⅣA族，B、D属于第ⅥA族，C、E属于第VⅡA族，B的电负性小于D，所以D是O元素，B是S元素；C的电负性小于E，所以C是Cl元素，E是F元素，硅的电负性小于S，A的电负性等于S元素，所以A是C元素，
（1）A．苯环上碳原子含有3个σ 键，采用sp2杂化，故A错误；
B．甲烷分子中碳原子含有4个σ 键，采用sp3杂化，故B错误；
C．丙烯中甲基碳原子含有4个σ 键，采用sp3杂化，碳碳双键两侧的碳原子含有3个σ 键，采用sp2杂化，故C错误；
D．1-丁炔中甲基和亚甲基中碳原子含有4个σ 键，采用sp3杂化，碳碳三键两侧的碳原子含有2个σ 键，采用sp杂化，故D正确；
E．乙烷中甲基碳原子含有4个σ 键，采用sp3杂化，故E错误；
故选D；
（2）与CO2互为等电子体的分子、离子中含有3个原子，16个价电子，所以其等电子体的分子、离子的化学式依次为N2O、SCN-，故答案为：N2O、SCN-；
（3）相同条件下，CO2与SO2分子两者在水中的溶解度较大二氧化硫，二氧化碳是非极性分子，二氧化硫是极性分子，水是极性分子，根据“相似相溶”原理知，SO2在H2O中的溶解度较大，
故答案为：SO2，因为CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大．
解析
解：A、B、C、D、E五种短周期元素，根据元素化合价知，A属于第ⅣA族，B、D属于第ⅥA族，C、E属于第VⅡA族，B的电负性小于D，所以D是O元素，B是S元素；C的电负性小于E，所以C是Cl元素，E是F元素，硅的电负性小于S，A的电负性等于S元素，所以A是C元素，
（1）A．苯环上碳原子含有3个σ 键，采用sp2杂化，故A错误；
B．甲烷分子中碳原子含有4个σ 键，采用sp3杂化，故B错误；
C．丙烯中甲基碳原子含有4个σ 键，采用sp3杂化，碳碳双键两侧的碳原子含有3个σ 键，采用sp2杂化，故C错误；
D．1-丁炔中甲基和亚甲基中碳原子含有4个σ 键，采用sp3杂化，碳碳三键两侧的碳原子含有2个σ 键，采用sp杂化，故D正确；
E．乙烷中甲基碳原子含有4个σ 键，采用sp3杂化，故E错误；
故选D；
（2）与CO2互为等电子体的分子、离子中含有3个原子，16个价电子，所以其等电子体的分子、离子的化学式依次为N2O、SCN-，故答案为：N2O、SCN-；
（3）相同条件下，CO2与SO2分子两者在水中的溶解度较大二氧化硫，二氧化碳是非极性分子，二氧化硫是极性分子，水是极性分子，根据“相似相溶”原理知，SO2在H2O中的溶解度较大，
故答案为：SO2，因为CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大．
VA族的氮、磷、砷（As）等元素在化合物中常表现出多种化合价，含VA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途．请回答下列问题：
（1）白磷单质中P原子采用的轨道变化方式是______；
（2）N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为______；
（3）As原子序数为______，其核外M层和N层电子的排布式为______；
（4）NH3的沸点比PH3______（填“高”或“低”），原因是______，PO43-的立体构型为______；
（5）H3PO4的Kl、K2、K3分别为7.6×10-3、6.3×10-8、4.4×10-13．硝酸完全电离，而亚硝酸K=5.1×10-4，请根据结构与性质的关系解释：
①H3PO4的K1远大于K2的原因是______；②硝酸比亚硝酸酸性强的原因是______．
正确答案
解：（1）白磷分子中每个磷原子3个共价键和1个孤电子对，所以白磷单质的中P原子采用的轨道杂化方式是sp3，故答案为：sp3；
（2）同一主族元素中，元素的金属性随着原子序数的增大而增强，失电子能力增强，也就是越容易失电子，电离能越小，则第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以这几种元素第一电离能大小顺序是N＞P＞As，
故答案为：N＞P＞As；
（3）As原子序数为33，M层上有18个电子，N层上有5个电子，根据构造原理知，其M层、N层电子排布式为3s23p63d104s24p3，
故答案为：33；3s23p63d104s24p3；
（4）氨气和膦的结构相似，但氨气分子中存在氢键，膦中只含分子间作用力，氢键的存在导致物质的沸点升高，PO43-离子中P原子价层电子对个数=4+
故答案为：高；NH3分子间存在较强的氢键作用，而PH3分子间仅有较弱的范德华力；正四面体；
（5）相同条件下K越大，酸的电离程度越大，所以相同条件下，电离平衡常数越小，表示弱电解质的电离能力越弱，多元弱酸分步电离，电离程度依次减小，从H3PO4的Kl、K2、K3分别为7.6×10-3、6.3×10-8、4.4×10-13看出：磷酸第一步电离出氢离子后变为阴离子，阴离子难电离出带正电荷的氢离子，硝酸完全电离，而亚硝酸K=5.1×10-4，所以硝酸比亚硝酸酸性强，
故答案为：第一步电离出的阴离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子；硝酸完全电离，而亚硝酸K=5.1×10-4；
解析
解：（1）白磷分子中每个磷原子3个共价键和1个孤电子对，所以白磷单质的中P原子采用的轨道杂化方式是sp3，故答案为：sp3；
（2）同一主族元素中，元素的金属性随着原子序数的增大而增强，失电子能力增强，也就是越容易失电子，电离能越小，则第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以这几种元素第一电离能大小顺序是N＞P＞As，
故答案为：N＞P＞As；
（3）As原子序数为33，M层上有18个电子，N层上有5个电子，根据构造原理知，其M层、N层电子排布式为3s23p63d104s24p3，
故答案为：33；3s23p63d104s24p3；
（4）氨气和膦的结构相似，但氨气分子中存在氢键，膦中只含分子间作用力，氢键的存在导致物质的沸点升高，PO43-离子中P原子价层电子对个数=4+
故答案为：高；NH3分子间存在较强的氢键作用，而PH3分子间仅有较弱的范德华力；正四面体；
（5）相同条件下K越大，酸的电离程度越大，所以相同条件下，电离平衡常数越小，表示弱电解质的电离能力越弱，多元弱酸分步电离，电离程度依次减小，从H3PO4的Kl、K2、K3分别为7.6×10-3、6.3×10-8、4.4×10-13看出：磷酸第一步电离出氢离子后变为阴离子，阴离子难电离出带正电荷的氢离子，硝酸完全电离，而亚硝酸K=5.1×10-4，所以硝酸比亚硝酸酸性强，
故答案为：第一步电离出的阴离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子；硝酸完全电离，而亚硝酸K=5.1×10-4；
下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．离子晶体的晶格能与离子半径成反比，与电荷成正比，晶格能越大，晶体越先晶出，镁离子和钙离子所带电荷相等，镁离子半径小于钙离子，所以氧化镁的晶格能大于氧化钙，则氧化镁先晶出，故A错误；
B．氟化氢水溶液里，氟化氢分子之间、水分子之间、氟化氢分子中的氢原子和水分子中的氧原子之间、水分子中的氢原子和氟化氢分子中的氟原子之间都能形成氢键，所以该溶液中能形成4种氢键，故B正确；
C．中心原子含有4个价层电子对的原子采用sp3 杂化，N2H4、H3O+的中心原子含有4个价层电子对，为sp3 杂化，CO32-中含有3个价层电子对，为sp2 杂化，故C错误；
D．白磷分子是正四面体结构，其键角为60°，甲烷分子中键角是109°28′，故D错误；
故选B．
关于原子轨道的说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．中心原子采取sp3杂化的分子，VSEPR模型是正四面体，但其立体构形不一定是正四面体，如：水和氨气分子中中心原子采取sp3杂化，但H2O是V型，NH3是三角锥型，故A错误；
B．甲烷分子中碳原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以碳原子以sp3杂化，分子中的碳原子以2个2s电子和2个2p电子分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C-Hσ键，故B错误；C．sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道通过杂化可形成混合起来形成的一组能量相同的新轨道，杂化轨道数=孤电子对数+与之相连的原子数，故C正确；
D．AB3型的共价化合物可采用sp3杂化、sp2杂化轨道成键，如NH3是采用sp3杂化，BF3采用sp2杂化，故D错误；
故选C．
下列轨道上的电子在xy平面上出现的机会为零的是（ ）
正确答案
解析
解：Px和Py在xy平面上，3Pz轨道沿着z轴伸展在垂直于xy平面，像个哑铃，s轨道电子云为球形，各个方向都有，故选A．
扫码查看完整答案与解析