- 杂化轨道理论(中心原子杂化方式)
- 共556题
氟元素因其半径小和电负性高,可以与金属和非金属生成最高氧化态的化合物,例如MnF2、SF6、IF7等。OF2可由单质氟与稀氢氧化钠反应制备,它可以和水缓慢反应。与OF2组成类似的Cl2O也能与水反应。
(1)OF2分子的空间构型为__________,Cl2O中心原子的杂化轨道类型为_____________。
(2)OF2与水反应的化学方程式________________,Cl2O与水反应的化学方程式为__________________。
(3)O和F还可以形成O2F2,O2F2是一强氧化剂,由O2和F2在低温下反应得到。绘出该分子的结构,并估计分子中所有键角的大小。
(4)写出氧元素所有的氧化态及其相应氧化态的一种物质的化学式。
正确答案
(1)V型;sp3
(2)OF2+H2O=2HF+O2;Cl2O+H2O=2HClO
(3);两个F-O-O键角相同,均为109.5°
(4)+2,OF2;+1,O2F2;0;O2;-2, Cl2O;-1,H2O2;1/2,KO2;-1/3,KO3
氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,如下图所示:
(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是______________________________、____________________________。
(2)基态B原子的电子排布式为_________;B和N相比,电负性较大的是_________,BN中B元素的化合价为_________;
(3)在BF3分子中,F-B-F的建角是_______,B原子的杂化轨道类型为_______,BF3和过量NaF作用可生成NaBF,BF的立体结构为_______;
(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为________,层间作用力为________;
(5)六方氢化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶苞边长为361.5pm,立方氮化硼晶苞中含有______各氮原子、________各硼原子,立方氮化硼的密度是_______g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)。
正确答案
(1);
(2)1s22s22p1;N;+3
(3)120° ;sp2;正四面体
(4)共价键(极性共价键);分子间力
(5)4;4;
下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):
根据上述数据问题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是 _____(填序号)
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
化合物HCl、HBr、HI中______受热时最稳定。
(2)1molH2在2mol Cl2中燃烧,放出热量________ kJ 。一定条件下,1mol H2分别与足量Cl2、Br2、I2反应,放出热量由多到少的顺序是________ (填序号)
A Cl2
22 B Cl2>Br2>I2
(3)下列有关化学键及键参数的说法中正确的是__________(填序号)
① 原子或分子间的相互作用叫化学键
② 氯分子中两个氯原子间的距离是键长
③ 键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
④ 键角是描述分子立体结构的重要参数
(4)下列事实不能用键能的大小来解释的是___________(填序号)
A.乙炔比氮气均含三键但是前者比后者容易发生加成反应
B.N2、O2、F2跟氢气的反应能力依次增强
C.硝酸是挥发性酸,而硫酸、磷酸是难不挥发性酸
(5)氰气[(CN)2]无色、剧毒、有苦杏仁味,和卤素单质性质相似。
①写出(CN)2与苛性钠溶液反应的离子方程式______________________;
②已知氰分子中键与键之间的夹角为180.,并有对称性, 则结构式为_______
③氰分子中碳原子为_______杂化;一个氰分子中包含_______个σ键,____个键。
正确答案
(1)A ;HCl
(2) 183 ;B
(3) ③④
(4)C
(5) ① (CN)2+2OH-══CN-+CNO-+H2O
② N≡C-C≡N
③ sp ;3 ;4
(三选一)【选修3:物质结构与性质】
氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,如下图所示:
(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是______________________________、____________________________。
(2)基态B原子的电子排布式为_________;B和N相比,电负性较大的是_________,BN中B元素的化合价为_________;
(3)在BF3分子中,F-B-F的建角是_______,B原子的杂化轨道类型为_______,BF3和过量NaF作用可生成NaBF,BF的立体结构为_______;
(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为________,层间作用力为________;
(5)六方氢化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶苞边长为361.5pm,立方氮化硼晶苞中含有______各氮原子、________各硼原子,立方氮化硼的密度是_______g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)。
正确答案
(1);
(2)1s22s22p1;N;+3
(3)120° ;sp2;正四面体
(4)共价键(极性共价键);分子间力
(5)4;4;
A、B、C、D、E、F六种元素位于短周期,原子序数依次增大,C基态原子核外有三个未成对电子,B与D形成的化合物BD与C的单质C2电子总数相等,CA3分子结构为三角锥形,D与E可形成E2D与E2D2两种离子化合物,D与F是同族元素.
根据以上信息,回答下列有关问题:
(1)写出基态时D的电子排布图______.
(2)写出化合物E2F2的电子式______,化合物ABC的结构式______.
(3)根据题目要求完成以下填空:
BF32-中心原子杂化方式______;D3中心原子杂化方式______;
FD42-微粒中的键角______;FD3分子的立体构型______.
(4)根据等电子原理,指出与BD2互为等电子体且含有C原子的微粒有______、______(要求写一种分子和一种离子).
(5)B3A7CD2能与EABD3溶液反应生成BD2气体,该分子具有手性,其结构简式为______,分子中的σ键数目为______,π键数目为______.
正确答案
A、B、C、D、E、F六种元素位于短周期,原子序数依次增大,C基态原子核外有三个未成对电子,且C能形成单质C2,所以C是N元素;B与D形成的化合物BD与C的单质C2电子总数相等,且C的原子序数大于B小于D,所以B是C元素,D是O元素;CA3分子结构为三角锥形,且A的原子序数小于B,所以A是H元素;D与E可形成E2D与E2D2两种离子化合物,所以E是Na元素;D与F是同族元素,所以F是S元素.
(1)通过以上分析知,D是O元素,原子核外有8个电子,其核外电子排布图为:
.
故答案为:
.
(2)化合物E2F2是离子化合物,和过氧化钠类似,钠离子和S 2-之间以离子键结合,硫原子和硫原子之间以共价键结合,所以其电子式
;化合物ABC是氢氰酸,结构式为
.
故答案为:
;
.
(3)杂化轨道数=σ键个数+孤电子对数.
BF32-中心原子杂化轨道数=3+0=3,所以采取sp2杂化;
D3中心原子杂化轨道数=3,所以采取sp2杂化;
FD42-微粒中价层电子对数=4+0=4,所以它的VSEPR模型为正四面体,因为没有孤电子对,所以其空间构型为正四面体,键角是109°28′;FD3分子中价层电子对数=3+0=3,所以它的VSEPR模型为平面三角形,因为没有孤电子对,所以其空间构型为平面三角形.
故答案为:sp2杂化; sp2杂化; 109°28′;平面三角形.
(4)与BD2互为等电子体且含有C原子的微粒有N2O、OCN-或SCN-或N3-.
故答案为:OCN-或SCN-或N3-.
(5)C3H7NO2能与NaHCO3溶液反应生成CO2气体,说明该物质含有羧基,因为含有氮元素,所以还含有氨基,该分子具有手性,其结构简式为
;所有单键都是σ键,双键中含有一个σ键和一个π键,所以含有12个σ键1个π键.
故答案为:
;12;1.
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