- 分子的立体结构
- 共1308题
PtCl2(NH3)2可以形成两种固体,一种为淡黄色,在水中的溶解度小,另一种为黄绿色,在水中的溶解度较大,请回答下列问题
(1)PtCl2(NH3)2是平面正方形结构,还是四面体结构________________
(2)请在以下空格内画出这两种固体分子的几何构型图
淡黄色固体:_________,黄绿色固体:_________
(3)NH3分子中的N原子有一对孤对电子,能发生反应:NH3+HCl=NH4Cl。试写出上述氮氢化合物通入足量盐酸时,发生反应的化学方程式___________________________
(4)黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体大,原因是___________________________
正确答案
(1)平面正方形结构
(2);
(3)“略”
(4)根据相似相溶原理,因为淡黄色固体为非极性分子,所以在水中的溶解度小,而黄绿色固体为极性分子,所以在水中的溶解度大
[化学---物质结构与性质]研究物质的微观结构,有助于人们理解物质变化的本质.请回答下列问题.
(1)P、S、Cl三种元素中,第一电离能最小的是______.
(2)PCl3和CH4中心原子的杂化类型相同,PCl3分子的空间构型是______.
(3)钛原子的电子排布式为______.在浓的TiCl3溶液中加入乙醚,并通入HCl至饱和,可得到配位数为6、组成为TiCl3•6H2O的绿色晶体,将1mol该物质溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生1mol氯化银沉淀,则该配合物阳离子的化学式为______,形成该离子时提供孤电子对的分子或离子是______(填化学式).
(4)铁元素在1183K以下形成的晶体的基本结构单元如图1所示,1183K以上转变为图2所示结构的基本结构单元.两种晶体的基本结构单元中的原子个数之比为______.
正确答案
(1)同周期元素从左到右元素的第一电离能逐渐增大,则Cl的第一电离能大于S,由于P元素的3p轨道为半充满状态,处于稳定状态,则P的第一电离能大于S,所以最小的是S,故答案为:S;
(2)PCl3中含有3个δ键和1个孤电子对,应为三角锥形,故答案为:三角锥形;
(3)Ti的原子序数为22,位于周期表第四周期ⅣB族,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,在浓的TiCl3溶液中加入乙醚,并通入HCl至饱和,可得到配位数为6、组成为TiCl3•6H2O的绿色晶体,将1mol该物质溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生1mol氯化银沉淀,说明有2molCl-与Ti3+形成配位键,形成的配离子为[TiCl2(H2O)4]+,
形成该离子时提供孤电子对的分子或离子是H2O、Cl-,
故答案为:1s22s22p63s23p63d24s2;[TiCl2(H2O)4]+;H2O、Cl-;
(4)图1中Fe原子位于顶点和体心,晶胞中含有1+8×=2个Fe原子,
图2中Fe原子位于顶点和面心,晶胞中含有6×+8×
=4个Fe原子,
所以两种晶体的基本结构单元中的原子个数之比为2:4=1:2,
故答案为:1:2.
(8分) 已知A、B、C、D、E 和F这6种分子所含原子数目依次为1、2、3、4、6、6,且都含有18个电子。又知B、C、 D和F是由两种元素的原子组成。请回答:
(1)B和C的分子式分别是 和 ;C分子的立体结构呈 形,该分子属于 分子(填“极性”或“非极性”);
(2)若向D的稀溶液中加入少量二氧化锰,有无色气体生成。则D的分子式是 ,结合该物质的性质,推测D分子的极性 (填“极性”或“非极性”);
(3)若将1mol E在氧气中完全燃烧,只生成1mol CO2和2molH2O,则E的分子式是 。
(4)我国神州8号使用的燃料就有F,F完全燃烧,生成一种空气中主要气体和另外一种常见液体。试写出F在纯氧中燃烧的化学方程式。
正确答案
(1) HCl H2S V 极形 (2)H2O2 极形
(3)CH4O (4) N2H4 +O2 ="====" N2 + 2H2O
略
(12分)、A、B、C、D为三种不同的配合物,它们的化学式都是CrCl3·6H2O,但颜色不同: A呈亮绿色,13.325g跟足量AgNO3溶液反应,得到了14.35沉淀;B呈暗绿色,能沉淀1/3的氯;而C呈紫色,可沉淀出全部氯元素;D的溶液跟足量AgNO3溶液不反应,将D在一定温度下,加热分解测得质量减少20.26%。
(1)则它们的结构简式分别为:
A ,B ,C , D 。
2)请画出A结构图。
正确答案
(1)A:[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O B:[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O
C:[Cr(H2O)6]Cl3 D:[Cr(H2O)3Cl3]3H2O
(2)
略
【化学 ——选修3:物质结构】(15分)
氮元素可形成卤化物、叠氮化物及络合物等。
(1)NF3构型为三角锥形,沸点为-129 ℃;可在铜催化作用下由F2和过量NH3反应得到。NF3属于________晶体.
(2)氢叠氮酸(HN3)是一种弱酸,它的酸性类似于醋酸,微弱电离出H+和N。
①与N互为等电子体的分子、离子有______、________(各举1例),由此可推知N的空间构型是______形。
②叠氮化物、氰化物能与Fe3+、Cu2+及Co3+等形成络合物,如Co[(N3)(NH3)5]SO4、[Fe(CN)6]4-。写出钴原子在基态时的价电子排布式:__________。如Co[(N3)(NH3)5]SO4、中钴的配位数为________,CN-中C原子的杂化类型是________。
(3)由叠氮化钠(NaN3)热分解可得纯N2:2NaN3(s)===2Na(l)+3N2(g),有关说法正确的是________(选填序号)。
正确答案
(1) 分子 ( 1分 )
(2) ①N2O或CO2 ( 2分 ) OCN-或CNO- ( 2分 ) 直线 ( 2分 )
②3d74s2 ( 2分 ) 6 ( 2分 )sp杂化 ( 2分 )
(3)BC ( 2分)
略
二氯化硫(S2Cl2)是一种琥珀色液体,是合成硫化染料的重要原料。它的熔点-80℃,沸点138℃。常温下,它遇水易反应,产生使品红褪色的气体,且溶液出现浑浊。
(1)写出S2Cl2的电子式_____________________,该分子中Cl—S的键长_______S—S的键长(填“>”,“<”或“=”)。
(2)S2Cl2遇水反应产生气体,该气体分子的空间构型为 ,中心原子的杂化轨道类型为____ 。
(3)HF、H2S、HCl的稳定性由大到小的顺序为 ,沸点由高到低的顺序
为 。
(4)写出二氯化硫与水反应的化学方程式 。
正确答案
(1) ; < ;(2)V形;sp2;
(3)HF>HCl>H2S ; HF>HCl>H2S ; (4)2S2Cl2+2H2O=SO2 ↑+3S↓+4HCl
试题分析:(1)S2Cl2分子中S原子之间形成1对共用电子对,Cl原子与S原子之间形成1对共用电子对,电子式为;同周期自左向右原子半径逐渐减小,所以S原子半径大于氯原子半径,故Cl-S的键长<S-S的键长。
(2)S2Cl2遇水易水解,并产生能使品红溶液褪色的气体,该气体为二氧化硫,。根据价层电子对互斥理论可知,S原子的孤对电子对数==1,价层电子对数=2+1=3,故二氧化硫为V形,S原子形成sp2杂化。
(3)非金属性越强,氢化物的稳定性越强。非金属性F>Cl>S,因此氢化物稳定性是HF>HCl>H2S;氟化氢分子之间存在氢键,沸点最高,氯化氢与硫化氢都形成分子晶体,HCl的相对分子质量大,沸点比硫化氢高,故沸点由高到低的顺序为HF>HCl>H2S。
(4)S2Cl2遇水易水解,并产生能使品红溶液褪色的气体,该气体为二氧化硫,在反应过程中硫元素一部分升高到+4价(生成SO2),一部分降低到0价(生成S),由原子守恒可知还生成水,所以根据电子得失守恒可知反应方程式为2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl。
( 13分)西瓜膨大剂别名氯吡苯脲,是经过国家批准的植物生长调节剂,实践证明长期使用对人体无害。已知其相关性质如下表所示:
(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为 。
(2)氯吡苯脲的晶体类型为_______ ,所含第二周期元素第一电离能从大到小的顺序为________________。
(3)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型为______ _。
(4)氯吡苯脲晶体中,微粒间的作用力类型有________ _。
A.离子键B.金属键C.共价键D.配位键E.氢键
(5)氯吡苯脲熔点低,易溶于水的原因分别为_________________________________
________________________________________________________________________。
(6)查文献可知,可用2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应,生成氯吡苯脲。
异氰酸苯酯 2-氯-4-氨基吡啶 氯吡苯脲
反应过程中,每生成1mol氯吡苯脲,断裂_______个σ键、断裂_______个π键
正确答案
(13分)(1)1 (1分) (2)分子晶体 N> O> C (各1分,共2分)
(3)sp2、sp3 (各1分,共2分) (4)C、D (各1分,共2分)
(5)氯吡苯脲是分子晶体,故熔点低;氯吡苯脲与水分子间形成氢键,故易溶于水。(各1分,共2分)
(6)NA(或6.02×1023) NA(或6.02×1023)(各1分,共2分)
试题分析:(1)根据构造原理可知,氯元素基态原子核外电子的排布式是1s22s22p63s23p5,所以未成对电子数为1个。
(2)氯吡苯脲的熔点较低,易溶于水,所以其晶体类型是分子晶体。其中所含第二周期元素分别是C、N、O,非金属性越强,第一电离能越大。但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,所以第一电离能大于氧元素的,即正确的顺序是N>O>C。
(3)根据结构简式可知,2个氮原子全部形成单键,属于sp3杂化。另外一个氮原子形成双键,所以是sp2杂化。
(4)氯吡苯脲分子中全部是非金属元素构成的,含有共价键。另外氮原子和氧原子都含有孤对电子,所以还能形成配位键,答案选CD。
(5)由于氯吡苯脲是分子晶体,所以熔点低;另外氯吡苯脲还能与水分子间形成氢键,所以还易溶于水。
(6)由于单键都是σ键、而双键是由1个σ键和1个π键构成的,所以根据反应的方程式可知,每生成1mol氯吡苯脲,断裂NA个σ键和NA个π键。
点评:在判断杂化轨道类型时,应该通过化学键进行,即sp3杂化全部形成单键,sp2杂化中还有1个双键,而sp杂化中还有1个三键。
碳是形成化合物最多的元素。
(1)由碳元素参与形成的物质多为分子晶体,也有少数原子晶体。下列关于分子晶体和原子晶体的说法正确的是 (填字母序号)。
A、完全由非金属元素形成的物质一定是分子晶体或原子晶体
B、分子晶体中分子之间一定存在范德华力
C、SiC具有极高的熔点和较大的硬度,SiC分子中除存在共价键外,还存在分子间作用力
D、金刚石是由碳元素形成的原子晶体,性质稳定,不与任何物质反应
(2)意大利罗马大学的FuNvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的C4分子。C4分子结构如图所示。下列说法正确的是 。
A、C4属于一种新型的化合物 B、C4与P4(白磷)的晶体都属于分子晶体
C、C4气体分子内含有极性共价键 D、C4与C60互为同素异形
(3)与碳同主族元素锗为32号元素,与锗同周期,且未成对电子数与锗相同,电负性最大的元素的价电子排布式为 。
(4)邻硝基苯酚的熔点 对硝基苯酚(填“>”、“=”或“<”=)。
(5)硼、碳、氮、氧是元素周期表第二周期相邻的四种元素。下列有关的四种化合物中,键角最小的是 。
A、CO2 B、CF4 C、NF3 D、OF2
已知硼酸H3BO3为白色固体,溶于水显弱酸性,但它却是一元酸,可以用硼酸在水溶液中的电离平衡解释它是一元弱酸的原因。
请写出下面这个方程式右端的两种离子的表达式:
。
正确答案
(6分)(1)B
(2)BD
(3)4s24p4
(4)<
(5)D
试题分析:(1)A项:NH4Cl是离子晶体,故错;C项:SiC是原子晶体,不存在分子间作用力,故错;D项:金刚石可以燃烧,故错。故选B。
(2)A项:C4是一种只由N元素组成的纯净物,为单质,故错;C项:C和C之间是非极性共价键,故错。故选BD。
(3)是硒元素,其价电子排布式为4s24p4。
(4)对-硝基苯酚分子间形成氢键,故邻硝基苯酚的熔点小于对硝基苯酚的熔点。
(5)A是180°,B是109°28′,C是120°,D是103.2°。故选D。
呈弱酸性,说明电离出了H+,故离子的表达式为。
点评:本题考查的是晶体、化学键、子的核外电子排布、氢键、键角和电离平衡等综合知识,题目难度中,注意基础知识的学习、掌握和应用。
原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族。
(1)W原子的核外电子排布式为_________。
(2)均由X、Y、Z三种元素组成的三种常见物质A、B、C分别属于酸、碱、盐,其化学式依次为_________、__________、_________,推测盐中阴离子的空间构型为__________,其中心原子杂化方式为__________。
(3)Z、W两种元素电负性的大小关系为____;Y、Z两种元素第一电离能的大小关系为____。
(4)CO的结构可表示为CO,元素Y的单质Y2的结构也可表示为Y
Y。右表是两者的键能数据(单位:kJ·mol-1):
①结合数据说明CO比Y2活泼的原因:_____。
②意大利罗马大学Fulvio Cacace等人获得了极具研究意义的Y4分子,其结构如图所示,请结合上表数据分析,下列说法中,正确的是_____。
A.Y4为一种新型化合物 B.Y4与Y2互为同素异形体
C.Y4的沸点比P4(白磷)高 D.1 mol Y4气体转变为Y2将放出954.6kJ热量
正确答案
(1)1s22s22p63s23p4 (1分)
(2)HNO3、NH3·H2O 、NH4NO3 (3分) 平面三角形 (2分) sp2 (1分)
(3)O>S或S<O (1分) N>O 或O<N (1分)
(4)①断裂第一个π键消耗能量:CO 273kJ·mol-1< N2 523.3kJ·mol-1,CO中第一个π键更容易断裂,故CO比N2活泼 (3分) ② B、D (3分)
试题分析:原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,则X为氢元素;Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族,原子序数Y<Z<W,则三者的相对位置为,令Y的原子序数为a,则Z的原子序数为a+1,W的原子序数为a+9,所以a+a+1+a+9=32-1,解得a=7,故X为氢元素,Y为氮元素,Z为氧元素,W为硫元素。
(1)W为S元素,S原子的电子排布式为: 1s22s22p63s23p4 。
(2)H、N、O三种元素组成的三种常见物质,分别属于酸、碱、盐,为HNO3、NH3·H2O 、NH4NO3;NO3‾中N原子作为中心原子提供5个电子,当第VIA族的元素O作为周围原子时,不提供电子,NO3‾有一个负电荷,多1个电子,所以价电子一共6个,即3对。所以没有孤对电子,空间构型为平面三角形,中心原子杂化方式为sp2。
(3)O、S元素位于同主族,电负性O>S;第一电离能N>O。
(4)①CO断裂第一个π键消耗能量为1071.9kJ•mol‾1-798.9kJ•mol‾1=273kJ·mol-1, N2断裂第一个π键消耗能量为941.7 kJ•mol‾1-418.4kJ•mol‾1=523.3kJ·mol-1,CO中第一个π键更容易断裂,故CO比N2活泼。
②A、N4为单质,错误;B、N4与N2是N元素组成的结构和性质不同的单质,互为同素异形体,正确;C、N4与P4为结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,所以沸点N4 4,错误;D、1 mol N4气体转变为N2放出的热量为:2mol×941.7kJ•mol‾1-6mol×154.8kJ•mol‾1=954.6kJ。
水是生命之源,也是一种常用的试剂。请回答下列问题:
(1)水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为___ _______;
(2)H2O分子中氧原子采取的是 杂化。
(3)水分子容易得到一个H+形成水合氢离子(H3O+)。对上述过程的下列描述不合理的是 。
(4)将白色的无水CuSO4溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配合离子。请写出生成此配合离子的离子方程式: 。
正确答案
(每空2分,共8分)(1)1s22s22p4(2)sp3 (3)A (4)Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+
试题分析:(1)根据构造原理可知,水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为1s22s22p4。
(2)H2O分子中中心氧原子含有2对孤对电子对数,空间构型是C形结构,因此氧原子采取的是sp3杂化。
(3)水分子中氧原子含有孤对电子能和氢离子形成配位键,但氧原子的杂化类型并没有发生改变,仍然是sp3杂化,A不正确,其余选项都是正确的,答案选A。
(4)铜离子能和水形成配位键,反应但离子方程式是Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+。
点评:该题是基础性试题的考查,试题注重基础和能力的双向考查,主要是检验学生对教材基础知识生物了解掌握程度,以及灵活运用这些基础知识解决实际问题的能力。
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