- 分子结构与性质
- 共1817题
根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只要其电子总数相同，均可互称为等电子体．等电子体之间结构相似、物理性质也相近．以下各组粒能互称为等电子体的是（ ）
正确答案
解析
解：A．O3和SO2的原子个数都为3；价电子数：前者氧为6，共为18，后者硫和氧都为6，共为18，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，故A正确；
B．CO和N2的原子个数都为2；价电子数：前者碳为4，氧为6，共为10，后者氮为5，2个氮共为10，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，故B正确；
C．CO和NO的原子个数都为2；价电子数：前者碳为4，氧为6，共为10，后者氮为5，氧为6，共为11，原子数相等，但价电子数不相等，不属于等电子体，故C错误；
D．N2H4 和C2H4的原子个数都为6；价电子数：前者氮为5，氢为1，共为14，后者碳为4，氢为1，共为12，原子数相等，但价电子数不相等，不属于等电子体，故D错误．
故选AB．
具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子间互称为等电子体，下列粒子不属等电子体的是（ ）
正确答案
解析
解：A．SO2和O3中含有3个原子，SO2的价电子数是6+6×2=18，O3的价电子数是6×3=18，所以是等电子体，故A不选；
B．H2O2和HCl的原子个数分别为4、2；价电子数：前者氢为1，氧为6，共为14，后者氯为7，共为8，原子数和价电子数都不相等，不属于等电子体，故B选；
C．NH2-和H2O的原子个数都为3；价电子数：前者氮为5，氢为1，共为8，后者氢为1，氧为6，共为8，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，故C不选；
D．CH4和NH4+的原子个数都为5；价电子数：前者碳为4，氢为1，共为8，后者氮为5，氢为1，共为8，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，故D不选；
故选B．
根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只要其电子总数相同，均可互称为等电子体．等电子体之间结构相似、物理性质也相近．以下各组粒子不能互称为等电子体的是（ ）
正确答案
解析
解：A．CO和N2的原子个数都为2，价电子数前者为10，后者为10，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，故A不选；
B．O3和SO2的原子个数都为3，价电子数前者为18，后者为18，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，故B不选；
C．CO2和N2O的原子个数都为3，价电子数前者为16，后者为16，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，故C不选；
D．N2H4和C2H4的原子个数都为6，价电子数前者为14，后者为12，原子数相等，但价电子数不相等，不属于等电子体，故D选；
故选D．
氮可以形成多种离子，如N3-、NH2-、N3-、NH4+、N2H5+、N2H62+等，已知N2H5+与N2H62+是由中性分子结合质子形成的，类似于NH4+，因此有类似于NH4+的性质．
（1）NH2-的电子式为______．
（2）N3-有______个电子．
（3）写出两种由多个原子组成的含有与N3-电子数相同的物质的化学式______、______．
（4）等电子数的粒子往往具有相似的结构，试预测N3-的构型______．
（5）据报道，美国科学家卡尔•克里斯特于1998年11月2日合成了一种名为“N5”的物质，由于其极强的爆炸性，又称为“盐粒炸弹”．迄今为止，人们对它的结构尚不清楚，只知道“N5”实际上是带正电荷的分子碎片，其结构是对称的，5个N排列成V形．如果5个N结合后都达到8个电子结构，且含有2个氮氮三键，则“N5”分子碎片所带电荷是______．
正确答案
22
CO2
N2O
直线形
+1
解析
解：（1）NH2-的电子式为：
（2）1个N含有7个电子，故N3-有22个电子，故答案为：22；
（3）含有22个电子的多原子物质有N2O、CO2、CNO-、BeF2、CaH2、C3H4等，故答案为：N2O、CO2；
（4）CO2为直线型分子，故可认为N3-的构型为直线型，故答案为：直线型；
（5）N5结构是对称的，5个N排成V形，5个N结合后都达到8电子结构，且含有2个N≡N键，满足条件的结构为：
下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、SO2和O3、PO43-和C1O4-它们有相同原子数和最外层电子数互为等电子体，故A正确；
B、甲烷分子（CH4）失去一个H+，形成甲基阴离子（CH3-），两微粒中C原子的价层电子对数都是为4，碳原子杂化方式不变，故B错误；
C、CH4、BCl3分子中含有极性键，由于分子结构对称，为非极性分子；SO2分子中含有极性键，由于分子结构不对称，为极性分子，故C错误；
D、不是所有元素的基态原子核外电子排布都遵循构造原理，处于半满或全满时能量低较稳定，如Cu的外围电子排布是3d104s1，不遵循构造原理，故D错误；
故选A．
通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体．人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、CH4和NH4+原子数都是5，价电子数都是8，是等电子体，空间构型为正四面体结构，键角为109°28′，故A错误；
B、NO3-和CO32-原子数都是4，价电子数都是24，是等电子体，均为平面正三角形结构，故B正确；
C、H3O+价电子数都是8，PCl3价电子数都是26，价电子数不同，不是等电子体，故C错误；
D、B3N3H6分子中有双键即有π键，π键是以“肩并肩”式重叠形式构成的，所以B3N3H6分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道，故D错误；
故选B．
下列物质属于等电子体的一组是（ ）
正确答案
解析
解：A、CH4和NH3原子数不相同，故A错误；
B、B3H6N3和C6H6原子数相同、电子总数相同互称为等电子体，故B正确；
C、F-和Mg原子数相同，但电子总数不相同，故C错误；
D、H2O和CH4原子数不相同，故D错误；
故选B．
具有相同原子数和价电子数的微粒之间互称等电子体，等电子体往往具有相似的空间构型，以下各组粒子不能互称为等电子体的是（ ）
正确答案
解析
解：A．CO和N2的原子个数都为2；价电子数：前者碳为4，氧为6，共为10，后者氮为5，2个氮共为10，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，故A正确；
B．N2H4 和C2H4的原子个数都为6；价电子数：前者氮为5，氢为1，共为14，后者碳为4，氢为1，共为12，原子数相等，但价电子数不相等，不属于等电子体，故B错误；
C．O3和SO2的原子个数都为3；价电子数：前者氧为6，共为18，后者硫和氧都为6，共为18，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，故C正确；
D．CO2和N2O的原子个数都为3；价电子数：前者碳为4，氧为6，共为16，后者氮为5，氧为6，共为16，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，故D正确；
故选B．
下列各组粒子不属于等电子体的是（ ）
正确答案
解析
解：A．O3和NO2原子数总数相同，O3的质子数为8×3=24，NO2的质子数为7+8×2=23，分子中质子数=电子数，所以两者的电子数不相等，价电子数分别为6×3=18、5+6×2=17不相等，所以不属于等电子体，故A正确；
B．CH4和NH4+原子数总数相同，CH4的质子数为6+4×1=10，NH4+的质子数为7+4×1=11，分子中质子数=电子数，阳离子电子数=质子数-所带电荷数，CH4的电子数为10，NH4+的电子数为10，所以两者的电子数，相等，是等电子体，故B错误；
C．N2O和CO2原子数总数相同，N2O的质子数为7×2+8=22，CO2的质子数为6+8×2=22，分子中质子数=电子数，所以两者的电子数相等，属于等电子体，故C错误；
D．PCl3和SO32-原子数总数相同，PCl3的价电子总数为5+7×3=26，SO32-的价电子总数为6+6×3+2=26，所以两者的价电子数相等，属于等电子体，故D错误；
故选A．
下列各微粒属于等电子体的是（ ）
正确答案
解析
解：A．N2O4的电子数为7×2+8×4=46，NO2的电子数为7+8×2=23，二者电子数不相同，所以不是等电子体，故A错误；
B．CH4、NH4+中原子数相同，CH4电子总数为 6+1×4=10，NH4+中电子数为：7+1×4-1=10，二者电子数也相同，属于等电子体，故B正确；
C．CO2 和NO2原子数相同，CO2电子数是22，NO2的电子数是23，电子数不等，所以不是等电子体，故C错误；
D．C2H6和N2H6中原子数相同，C2H6电子总数为 6×2+1×6=18，N2H6中电子数为：7×2+1×6=20，二者电子数不同，故D错误；
故选B．
下列粒子属等电子体的是（ ）
正确答案
解析
解：A．SO2和O3中含有3个原子，SO2的价电子数是6+6×2=18，O3的价电子数是6×3=18，所以是等电子体，故A选；
B．CH4和NH4+中含有5个原子，甲烷的价电子数是4+4=8，铵根的价电子数是5+4-1=8，所以是等电子体，故B选；
C．NH2-和H2O2，原子个数不相同，所以不是等电子体，故C不选；
D．HCl和H2O，原子个数不相同，所以不是等电子体，故D不选；
故选AB．
下列分子或离子属等电子体的是（ ）
正确答案
解析
解：A．甲烷分子中含有5个原子，氨气分子中含有4个原子，所以不是等电子体，故A错误；
B．硝酸根离子和碳酸根离子都含有4个原子，其价电子数都是24，所以是等电子体，故B正确；
C．H3O+和PCl3都含有4个原子，水合氢离子价电子数是8，PCl3价电子数是26，所以不是等电子体，故C错误；
D．CS2和SO2分子中都含有3个原子，CS2中价电子数是16，SO2中价电子数是18，所以不是等电子体，故D错误；
故选B．
下列各微粒不属于等电子体的是（ ）
正确答案
解析
解：A．NO2+和 CO2的原子个数都为3；电子总数：前者为22，后者为22，原子数和电子总数都相等，属于等电子体，故A正确；
B．CO32-和 SO2的原子个数前者为4，后者为3；电子总数：前者为32，后者为32，原子数不相等，电子总数相等，不属于等电子体，故B错误；
C．O3和NO2-的原子个数都为3；电子总数：前者为24，后者为24，原子数和电子总数都相等，属于等电子体，故C正确；
D．SO42-和PO43-的原子个数都为5；电子总数：前者为50，后者为50，原子数和电子总数都相等，属于等电子体，故D正确；
故选B．
原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体．
Ⅰ．已知A、B、C、D和E五种分子所含原子的数目依次为1、2、3、6和6，且都含有18个电子，又知B、C和D是由两种元素的原子组成，且D分子中两种原子个数比为1：2．
请回答：
（1）组成A分子的原子的元素符号是______；已知E是有毒的有机物，E的熔、沸点比CH4的熔、沸点高，其主要原因是______．
（2）C的立体结构呈______ 形，该分子属于______分子（填“极性”或“非极性”）；
（3）火箭中可充入四氧化二氮和D作为燃料反应生成氮气和水，该反应的化学方程式为______．（不需要写反应条件）
Ⅱ．CO与N2互为等电子体．
（4）CO的总键能大于N2的总键能，但CO比N2容易参加化学反应．
根据下表数据，说明CO比N2活泼的原因是______．
（5）它们的分子中都包含______个σ键，______个π键．
（6）Fe、Co、Ni等金属能与CO反应的原因与这些金属原子的电子层结构有关．
Ni原子的价电子排布式为______．Fe（CO）5常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）5晶体属于______（填晶体类型）；Fe（CO）5是配合物，配体是______．
正确答案
解：（1）在18电子分子中，单原子分子A为Ar，B、C和D是由两种元素的原子组成，双原子分子B为HCl，三原子分子C为H2S，六原子分子D为N2H4，且D分子中两种原子个数比为1：2，E为CH3OH，分子间氢键能使熔沸点升高，故答案为：Ar；E是CH3OH，CH3OH形成分子间氢键；
（2C为H2S，为V形分子，正负电荷的中心不重合，则为极性分子，故答案为：V形；极性分子；
（3）四氧化二氮和肼反应生成氮气和水，反应方程式为N2O4+2N2H4=3N2+4H2O，故答案为：N2O4+2N2H4=3N2+4H2O；
（4）CO中C≡O→C=O，放出：1071.9kJ•mol-1-798.9kJ•mol-1=273kJ•mol-1，
N2中N≡N→N=N，放出：941.7kJ•mol-1-418.3kJ•mol-1=523.4kJ•mol-1，
由此可知反应中，CO中首先断裂的那个π键的键能比N2的小很多，所以CO更容易发生反应，
故答案为：CO中第一个π键的键能比N2的小很多，CO的第一个键容易断；
（5）据N2分子的结构N≡N可知，分子中包含1个σ键、2个π键，故答案为：1；2；
（6）核外电子排布为[Ar]3d84s2，则价电子排布式是3d84s2，Fe（CO）5常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，应是分子晶体具有的性质，该配合物中，配为体为CO，故答案为：3d84s2；分子晶体；CO．
解析
解：（1）在18电子分子中，单原子分子A为Ar，B、C和D是由两种元素的原子组成，双原子分子B为HCl，三原子分子C为H2S，六原子分子D为N2H4，且D分子中两种原子个数比为1：2，E为CH3OH，分子间氢键能使熔沸点升高，故答案为：Ar；E是CH3OH，CH3OH形成分子间氢键；
（2C为H2S，为V形分子，正负电荷的中心不重合，则为极性分子，故答案为：V形；极性分子；
（3）四氧化二氮和肼反应生成氮气和水，反应方程式为N2O4+2N2H4=3N2+4H2O，故答案为：N2O4+2N2H4=3N2+4H2O；
（4）CO中C≡O→C=O，放出：1071.9kJ•mol-1-798.9kJ•mol-1=273kJ•mol-1，
N2中N≡N→N=N，放出：941.7kJ•mol-1-418.3kJ•mol-1=523.4kJ•mol-1，
由此可知反应中，CO中首先断裂的那个π键的键能比N2的小很多，所以CO更容易发生反应，
故答案为：CO中第一个π键的键能比N2的小很多，CO的第一个键容易断；
（5）据N2分子的结构N≡N可知，分子中包含1个σ键、2个π键，故答案为：1；2；
（6）核外电子排布为[Ar]3d84s2，则价电子排布式是3d84s2，Fe（CO）5常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，应是分子晶体具有的性质，该配合物中，配为体为CO，故答案为：3d84s2；分子晶体；CO．
原子个数相等、电子数也相等的微粒叫等电子体，下列各微粒属于等电子体的是（ ）
正确答案
解析
解：A、N2O4的电子数为7×2+8×4=46，NO2的电子数为7+8×2=23，二者电子数不相同，所以不是等电子体，故A错误；
B、CO和 N2都是两个原子，都是14个电子，所以是等电子体，故B正确；
C、CO2和NO2原子数相同，但电子数不等，所以不是等电子体，故C错误；
D、NH4+ 和HS-两者原子个数不相等，所以不是等电子体，故D错误；
故选B．
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